ملخصات الأبحاث

ترتيب شحنة يكسر التماثل الدوراني في الجرافين

.Y.Jiang et al
  • Published online:

يمكن تعديل الجرافين ثنائي الطبقة عن طريق تدوير (ليّ) إحدى الطبقتين بالنسبة إلى الأخرى. يُنْتِج الالتواء بين الطبقتين شبكة فائقة متموجة تؤثِّر على الحركة الإلكترونية، وتغيِّر بِنْية النطاق. وباستخدام النقل الإلكتروني، اكتُشفَت مؤخرًا أطوار إلكترونية مترابطة، من بينها عوازل وموصلات فائقة شبيهة بعوازل وموصلات «موط»، بالقرب من «زاوية سحرية» للالتواء، حيث يؤدي ظهور نطاق مستوٍ إلى تباطؤ ناقلات الشحنات. وكشفت هذه القياسات عن وجود تشابه مثير للاهتمام بين الجرافين ثنائي الطبقة الملتوي ذي الزاوية السحرية، والموصلات الفائقة عند درجات الحرارة المرتفعة، وهو ما حفّز إجراء أبحاث مكثفة حول الآلية الفيزيائية الكامنة وراء هذا التشابه. كما يمكن التوصل إلى المفاتيح الأساسية لحل هذا اللغز – مثل التماثل، والتوزيع المكاني للدالة الطيفية – من خلال التحليل الطيفي بالمسح النفقي.

في البحث المنشور، استخدم الباحثون التحليلَين؛ المجهري، والطيفي بالمسح النفقي؛ لتصوير الكثافة الموضعية للحالات، وتوزيع الشحنات في الجرافين ثنائي الطبقة الملتوي، ذي الزاوية السحرية. وبتطعيم العينة؛ لملء النطاق المستوِي جزئيًّا، رصد الباحثون طورًا لفجوة زائفة، مصحوبًا بترتيب شحنة شريطي عام، يكسر التماثل الدوراني للشبكة الفائقة المتموجة. ويختفي كل من الطور الفجوي الزائف، وترتيب الشحنة الشريطي عندما يكون النطاق فارغًا، أو ممتلئًا.

يطرح التشابه الوثيق بين هذا الأمر، وعمليات الرصد المشابِهة في الموصلات الفائقة عند درجات الحرارة المرتفعة دليلًا جديدًا على وجود صلة أعمق تكمن وراء ظواهر هذه الأنظمة.