Дробовий квантовий ефект Холла виникає, коли носії заряду (електрони) обмежені у двомірній площині (одноатомні шарі вуглецю, графені) і піддаються впливу перпендикулярного площині магнітного поля. Якщо прийняти напрямок струму через X, а перпендикулярного йому магнітного поля через Z, то в напрямку Y виникне напруга, зване холловским.

При дуже низьких температурах воно квантів, стрибкоподібно змінюючись від одного рівня до іншого.

Амір Якобі і його колеги з Гарвардського університету (США) за сприяння вчених з Інституту фізики твердого тел Товариства Макса Планка (Німеччина), використовуючи однооэлектронный транзистор (scanning single-electron transistor, SET), здатний виявити поодинокі електрони, досліджували зразки графена, до яких прикладався перпендикулярне магнітне поле. Як відзначають вчені, саме ця техніка вимірювань є єдиною досить ефективною і відчутною для успішного вимірювання дробового ефекту Холла в графені.

Нагадаємо: електрони як носії заряду в графені поводяться в цілому дещо незвично, переміщаючись дуже швидко і так, як ніби у них немає маси спокою. Авторам також вдалося виявити, що між рівнями Ландау, відповідними V = 0 і 1, періодично спостерігаються несжимаемые дробові квантові стани Холу. Причому наступали вони тільки при певних значеннях магнітного поля.

Основною причиною цього дослідники вважають надзвичайно сильне взаємодія електронів в графені, що і мало своїм результатом особливу фізику дробового квантового ефекту Холла. «Графен, таким чином, є перспективним матеріалом для вивчення електро-електронних взаємодій», — зазначає Амір Якобі.

Звіт про дослідження опублікований в журналі Science.

Підготовлено за матеріалами Physicsworld.Com.