FQHE khác với hiệu ứng Hall lượng tử nguyên được biết rõ hơn và là kết quả của sự tương tác mạnh giữa các electron xảy ra trong một số chất liệu.. Những tương tác này làm cho những hạt [r]
(1)Graphene mang lại bất ngờ lượng tử mới
Các nhà vật lí Mĩ Đức vừa phát tính chất bất ngờ khác “chất liệu thần kì” graphene – biểu hiệu ứng Hall lượng tử phân số (FQHE) khác với hiệu ứng nhìn thấy ở những chất liệu bình thường.
Kết quan trọng việc nghiên cứu tương quan hạt tương đối tính cịn giúp phát triển máy vi tính lượng tử tương lai
FQHE xảy hạt mang điện electron bị giam giữ mặt phẳng 2D, graphene, chịu từ trường vng góc theo trục Z Nếu dịng điện chạy theo trục X, xuất hiệu điện - hiệu điện Hall – theo trục Y Ở nhiệt độ thấp, hiệu điện bị lượng tử hóa thành bậc rời rạc hay trạng thái Hall
Đầu dị hiển vi transistor qt electron độc thân, nhìn qua lỗ ngắm vào buồng chân không hiển vi (Ảnh: Yacoby)
Điện tích phân số
(2)theo gọi thống kê phân số, đặc điểm quan trọng việc phát triển máy vi tính lượng tử tương lai Ngồi FQHE, tương tác mạnh thường dẫn tới tượng tập thể quan trọng siêu dẫn, từ tính siêu chảy Do đó, việc tìm hiểu tương tác mạnh có tầm quan trọng ngành vật lí vật chất ngưng tụ
Graphene lớp carbon tinh thể dày nguyên tử khác với chất liệu khác chỗ electron mang điện lao vù vù với tốc độ cực cao, hành xử giống hạt tương đối tính khơng có khối lượng nghỉ Các nhà nghiên cứu chứng minh hạt tích điện tương đối tính graphene tương tác mạnh với tượng phát dạng FQHE
Chuỗi trạng thái khơng bình thường
Amir Yacoby đồng trường Đại học Harvard Viện Vật lí Chất Rắn Max Planck vừa chứng minh FQHE graphene khác với chất liệu khác “Chúng tơi tìm thấy chuỗi trạng thái [Hall lượng tử phân số] khác thường graphene, hệ đối xứng chất liệu này,” Yacoby giải thích “Những trạng thái giúp hiểu rõ tác động qua lại đối xứng tương tác electron-electron graphene.”
Các nhà nghiên cứu thu kết họ cách sử dụng transistor quét electron độc thân (SET) để khảo sát mẫu graphene lơ lửng chịu tác dụng từ trường SET loại dụng cụ khảo sát cục đặc biệt khơng xâm hại Nó đo có mặt khe lượng phổ điện tử chất liệu với độ nhạy mà kĩ thuật khác sánh kịp thật lí tưởng để khảo sát tượng FQHE
“Một kết quan trọng nghiên cứu chúng tơi có tồn vùng nhỏ graphene sạch, mẫu vĩ mô tương đối bẩn,” Ben Feldman, thành viên đội nghiên cứu, nói
Nghiên cứu tương tác electron-electron
Những thí nghiệm cịn củng cố cho nghiên cứu trước chứng minh electron graphene tương tác mạnh sở vật lí thu khác với quan sát thấy hệ thường gặp “Do graphene chất liệu hứa hẹn cho việc nghiên cứu tương tác electron-electron,” Yacoby nói
Đội nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục khảo sát FQHE khác lạ graphene “Chúng tơi đặc biệt muốn hiểu rõ electron có trật tự trạng thái FQHE khác nhau,” Yacoby nói “Chúng tơi muốn tìm hiểu FQHE chất liệu có liên quan graphene lớp đôi.”