Физики приблизились к пониманию причин дробного квантового эффекта Холла в графене

Несколько лет назад ученые заметили, что если два листа графена, углеродного материала толщиной в один атом, наложить друг на друга и немного повернуть, возникают неожиданное поведение электронов, например, сверхпроводящие и непроводящие свойства в одном и том же материале. Феномен так называемых муаровых систем породил новую область знаний – твистронику, https://news.mit.edu/2024/how-can-electrons-can-split-into-f... MIT News.

Вскоре после этого группа физиков из Массачусетского технологического института под руководством профессора Сентхила Тодадри выяснила, что муаровые системы – идеальная платформа для поиска условий возникновения дробных зарядов. Разработав гипотезу, совпадающую с экспериментальными данными, ученые обнаружили, что муаровое расположение пятислойного графена индуцирует слабый электрический потенциал. Когда электроны проходят сквозь него, они формируют нечто вроде кристалла, который удерживает электроны и заставляет их взаимодействовать посредством квантовых корреляций.

Возникающий электронный «туман» создает для каждого электрона облако возможных физических состояний, которое взаимодействует с каждым электронным облаком в кристалле, в волновой функции. Так возникает вращение, которое подготавливает условия для дробления электронов на части.

«Этот кристалл обладает целым набором необычных свойств, которые отличаются от обычных кристаллов и влекут за собой множество интересных вопросов для исследования, – сказал Тодадри. – В краткосрочной перспективе этот механизм обеспечивает теоретическую основу для понимания возникновения дробных зарядов в пятислойном графене и для предсказания других систем со схожей физикой».

Экспериментируя с графеном, британские исследователи https://hightech.plus/2023/04/16/grafen-proyavil-novoe-neobi..., что под действием стандартного перманентного магнита его сопротивление вырастает больше, чем на 100%. Вдобавок выяснилось, что при повышенных температурах нейтральный графен становится так называемым странным металлом.