Експериментально зафіксовано існування всередині графена так званої квантової «метелики»

Російсько-британські фізики Андрій Гейм і Костянтин Новосьолов експериментально зафіксували існування всередині графена так званої квантової «метелики» — особливої структури, що виникає у плоскому аркуші матерії в змінному магнітному полі, йдеться в статтях, опублікованих у журналі Nature.

Квантова «метелик» була вперше описана американським фізиком Дугласом Хофштадтером в 1976 році. За його розрахунками,

при появі змінного магнітного поля електрони у плоскому аркуші матерії почнуть рухатися особливим орбітах, чия сукупність схожа на крила метелика. За своєю природою метелик Хофштадтера являє собою фрактал, являючи собою рідкісний приклад подібних структур у фізиці.

Андрій Гейм з університету Манчестера (Великобританія) і його колеги вперше змогли «сфотографувати» цю метелика в реальному світі, простеживши за зміною властивостей електронів у двовимірному аркуші графена. Для цього вчені склеїли лист графену з пластиною з нітриду бору, що дозволило їм відтворити умови, необхідні для відтворення ефекту метелика. Потім вони охолодили його до температур, вищих за абсолютний нуль на декілька часток градуса, і помістили його в полі надпотужного магніту.

Фізики підключили до зразків електроди і простежили за тим, як змінювалася їх електропровідність. Це дозволило їм підтвердити, що «метелик» в графені дійсно існує і являє собою фрактал. До аналогічних висновків прийшли автори другої статті, Філіп Кім (Philip Kim) з університету Колумбії в Нью-Йорку (США) і його колеги, експериментували з «подвійними» листами графена.

«Можливість підтвердити теоретичне передбачення 40-річної давності, яке було основою всіх наших уявлень про фізику 1D і 2D-систем, стала для нас захоплюючим підприємством. Те, що ми змогли підтвердити фрактальну структуру “метелика», що відкриває дорогу для нових досліджень у фізиці взаємодії атомів”, — підсумовує Кору Дін (Cory Dean) з Міського коледжу Нью-Йорка (США).

Аналогічні результати отримали вчені з MIT, робота яких також присвячена фермионам Дірака в гетероструктурах Ван дер Ваальса – такий гетероструктурой і є пара накладених один на одного атомарно тонких кристалів.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *