Открыт новый изолятор поверхностей с конусом Дирака

Открыт новый изолятор поверхностей с конусом Дирака

Новая – своего рода экзотическая форма изоляционного материала с металлической поверхностью получена международной группой ученых. По мнению исследователей, новый материал способен обеспечить производство более эффективной электроники, включая квантовые разработки. Собственно, речь идёт о новой методике анализа существующих химических соединений. Анализ базируется на математических свойствах (симметрии), регулирующих повторяющиеся закономерности.

Экзотический изоляционный материал

Открытие формы свинца-стронция (Sr2Pb3) ознаменовано десятилетним изысканием трехмерного материала, объединяющего в структуре уникальные электрические свойства двумерных графенов и трехмерных топологических изоляторов.

Проведёнными исследованиями наглядно продемонстрированы симметрии отдельных двумерных поверхностей, ограничивающих пространственное расположение (топологию) трехмерных изоляторов.

Структура обычного трехмерного топологического изолятора имеет двумерную поверхность, которая характерна наличием одной группы состояний с конусообразной дисперсией.

Такие конусы напоминают элементы графена, именуемые «конусы Дирака». Эти черты характерны для двумерных полуметаллов Дирака, отличающихся необычными качествами транспорта электронов.

Однако эти черты различны, учитывая тот факт, что графен обладает четырьмя конусами Дирака — две пары, совмещённые вместе.

Совмещённая пара конусов Дирака удачно стабилизируется на кристаллических поверхностях. Такие поверхности имеют две пересекающиеся линии, известные как глиссадные отражения. Благодаря манипуляциям с этими линями, команда учёных получила «несимморфный дираковый изолятор».

Открытие позволило ученым напрямую связать симметрию поверхности с присутствием желаемых топологических поверхностных состояний. Такая практика исследований отмечена впервые.

Чтобы идентифицировать диэлектрическую фазу Дирака в природе, исследователям пришлось вычислить электронные структуры сотен ранее синтезированных соединений с поверхностями на основе двух глиссад.

Идентификация диэлектрической фазы Дирака

Когда существует возможность изменить поверхность конуса Дирака, сохраняя симметричность во времени, происходит нечто особенное. Получаются трехмерные изоляторы, двумерные поверхности которых также обретают свойства топологических изоляторов».

Подобные фазы недавно обнаружены в кристаллах висмута и дителлурида молибдена (MoTe2). Кроме того, благодаря использованию новой теории топологической квантовой химии, исследовательская группа надеется обнаружить дополнительное множество подобных экзотических фаз.

Если бы существовала возможность просто нарисовать эти материалы, как делается нечто подобное на производстве бумажных обоев, непременно удалось бы наблюдать значительно больше изоляторов Дирака. Но иногда встречаются так называемые «неправильные обои», которые представляют не меньший интерес для учёных.


На основе информации: Princeton University


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *