| 0 |
|
Открытие нового топологического полуметалла Дирака (TDS), сделанное в Иллинойсском университете при участии ещё семи академических и исследовательских организаций, может дать импульс к прогрессу в технологиях и физике.
TDS известны с 2013 г., на сегодняшний день найдены всего три их разновидности, а открытая в Урбана-Шампань (штат Иллинойс) новая электронная фаза α-олова — единственный из них одноэлементный материал.
По своим свойствам топологические полуметаллы Дирака напоминают топологические изоляторы (TI), однако электроны в них ведут себя как безмассовые спин-поляризованные фермионы не только на поверхности, но и во всём объеме материала.
Огромный интерес со стороны учёных и инженеров к TDS обусловлен уникальным набором свойств, включая сверхвысокую мобильность носителей, гигантскую линейную магниторезистивность, хиральную аномалию и новые квантовые осцилляции. Кроме того, при определенных условиях такой материал может претерпевать фазовые переходы и превращаться в топологический изолятор, полуметалл Вейля или топологический сверхпроводник.
Олово имеет две хорошо известные аллотропные модификации. Выше 13,2 °C это металлическое белое олово, которое используется человечеством уже пять тысячелетий, а ниже этой точки — бесполезный серый порошок α-олова или «оловянная чума». В тонких пленках, выращенных, например, на подложке антимонида индия (InSb), α-олово может сохранять стабильность до 200 °C.
Стандартная кубическая кристаллическая структура серого олова имеет свойства обычного полуметалла. В описываемой работе, ученые внесли в эту структуру напряжение сжатия. Для этого они выращивали образцы α-олова на подложках из InSb с немного другим значением константы решетки.
Ранее считалось, что напряжение должно открывать запрещённую зону и превращать серое олово в топологический изолятор. Используя легирование калием авторы смогли впервые получить доступ к зоне проводимости. Наблюдавшееся ими линейное распределение без запрещённой зоны является характерным признаком полуметалла Дирака.
Этот неожиданный результат в дальнейшем был подтвержден теоретическими расчетами. Компьютерное моделирование также показало, что для трансформации в TI серое олово должно быть подвергнуто деформации растяжения.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
