időjárás 2°C Melinda , Vivien 2022. december 2.
logo

Különleges felfedezést tettek magyar kutatók

Forrás: Origo.hu
2022.10.02. 18:23 2022.10.02. 18:41
Különleges felfedezést tettek magyar kutatók

Az ELKH Energiatudományi Kutatóközpontban (EK) Nemes-Incze Péter vezetésével működő MTA EK Topológia Nanoszerkezetekben Lendület Kutatócsoport munkatársai rámutattak, hogy a romboéderes grafit talán a legegyszerűbb kristály, amelyben az elektronok közötti kölcsönhatás erős korrelációs effektusokat eredményez – írja az Origó.

A pásztázószondás mérések eredményei alapján a romboéderes grafitban az elektronok egy különleges, úgynevezett kvantummágnest képeznek, amelynek fontos tulajdonsága, hogy egy szigetelő és egy fémes állapot egyszerre van jelen a felületén. A mostani vizsgálatok révén a kutatók igazolták, hogy ez a roppant egyszerű modellrendszer alkalmas az erős kölcsönhatások tanulmányozására.

 

A kölcsönható elektronrendszerek alaposabb megértése olyan jelentős előrelépésekhez járulhat hozzá, mint a robusztus kvantumbitek előállítása, illetve a magas hőmérsékletű szupravezetés megvalósítása.

 

A kutatás eredményeit a rangos Science Advances tudományos folyóiratban publikálták.

Az elektronok egymással való kölcsönhatása kristályos anyagokban tudományos és gyakorlati szempontból is izgalmas jelenségeket hoz létre. Ilyen effektusok többek között a Majorana-kvázirészecskék, valamint a frakcionalizált spin és elektromos töltés.

A fizikában általában a legegyszerűbb rendszerek tanulmányozásából származnak a jelentős előrelépések, a kölcsönható elektronrendszerek esetében azonban ez a fontos tudományos vezérlő elv kevésbé teljesül. Az erős kölcsönhatásokat mutató anyagok három, négy vagy akár több atomi komponenst tartalmazó bonyolult szerkezetekben kristályosodnak.

 

Nemes-Incze Péter és kutatócsoportja rámutatott, hogy a romboéderes grafit talán a legegyszerűbb kristály, amelyben az elektronok közötti kölcsönhatás erős korrelációs effektusokat eredményez.

 

A grafitkristály egyszerűsége abban rejlik, hogy csupán szénatomokból épül fel, és az erős kölcsönhatások a romboéderes grafit lépcsőszerű atomi szerkezetéből fakadnak.

A különleges kristályszerkezet azt eredményezi, hogy a kristályt határoló grafénrétegeken egy felületi elektronállapot alakul ki, amelyet az alábbi ábra szemléltet – magyarázza az Origó.

A hőmérsékletfüggő, pásztázó alagút-mikroszkópos mérések azt mutatják, hogy az erős korrelációk legalább 16 kelvin hőmérsékletig jelen vannak a mintában. A pásztázószondás mérések eredményei alapján a romboéderes grafitban az elektronok egy különleges, úgynevezett kvantummágnest képeznek, amelynek fontos tulajdonsága, hogy egy szigetelő és egy fémes állapot egyszerre van jelen a felületén. Ezek a mérések csupán az első lépést jelentik a romboéderes grafit tulajdonságainak a feltárásában, azt azonban máris megmutatták, hogy ez a roppant egyszerű modellrendszer alkalmas az erős kölcsönhatások tanulmányozására.

Az eredeti cikk ITT érhető el.

Borítókép: Illusztráció (Fotó: Unsplash)

 

Hírlevél feliratkozás
Nem akar lemaradni a Magyar Nemzet cikkeiről? Adja meg a nevét és az e-mail címét, és mi naponta elküldjük Önnek legjobb írásainkat.