奇怪的新型磁性潛伏在只有六個(gè)原子厚的材料中

半個(gè)多世紀(jì)前，日本物理學(xué)家長(zhǎng)岡洋介理論化的方式磁場(chǎng)可能會(huì)從蜿蜒的電子中擴(kuò)展，不安地尋找與傳統(tǒng)鐵磁性模型截然不同的休息地點(diǎn)。

最近在一堆交替半導(dǎo)體中觀察到的現(xiàn)象可以用長(zhǎng)岡的推測(cè)來解釋，同時(shí)拋出一些不可預(yù)見的驚喜。

在瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，兩種不同合成材料的原子薄網(wǎng)格像世界上最薄的書頁(yè)一樣疊加在一起，以產(chǎn)生一種重復(fù)效應(yīng)，稱為云紋圖案.

“近年來，這種摩爾紋材料引起了極大的興趣，因?yàn)樗鼈兛梢院芎玫赜糜谘芯繌?qiáng)相互作用電子的量子效應(yīng)。解釋研究資深作者和物理學(xué)家阿塔奇·伊馬莫格魯（Ata? Imamo?lu）。

“然而，到目前為止，人們對(duì)它們的磁性知之甚少。

磁性是眾多電子在量子契約下排列自己的團(tuán)隊(duì)努力，量子契約由一種稱為自旋的特性決定。

與球的旋轉(zhuǎn)不同，電子的自旋是二元特性。它從不快或慢，只有向上或向下?；蛘?，如果你把它們想象成微小的磁鐵，無論是北方還是南方。

布置足夠多的微小磁鐵，使它們的自旋對(duì)齊;他們的集體行為會(huì)讓像一塊普通的鐵塊一樣的東西把你侄女畫的微笑水仙花貼在冰箱門上。

關(guān)于哪種對(duì)齊方式的協(xié)議來自于平靜地坐在原子后排座位上的電子之間的相互作用。量子定律規(guī)定，具有相同自旋的電子確實(shí)應(yīng)該彼此遠(yuǎn)離，在適當(dāng)?shù)那闆r下，這會(huì)產(chǎn)生一種放大其磁性的模式。

在1960年代，長(zhǎng)岡意識(shí)到類似的安排可能會(huì)通過一種完全不同的協(xié)議形成，這種協(xié)議不是由基于電子自旋的交換決定的，而是由它們的旅行癖決定的。

他想象了一個(gè)網(wǎng)格，就像一個(gè)城市景觀，由電子組成，像熱心的街頭藝人一樣坐在街角。他意識(shí)到，只要留出一個(gè)角落，電子就會(huì)移動(dòng)，渴望找到一個(gè)盡可能遠(yuǎn)離其他量子街頭藝人的空間。每次跳躍都會(huì)留下一個(gè)新的空缺，導(dǎo)致一個(gè)“洞”從一條街跳到另一條街。

在這種空曠街角的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的引導(dǎo)下，可能會(huì)出現(xiàn)同樣的大規(guī)模旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，產(chǎn)生更夸張的磁場(chǎng)。

這是一種效果從那以后就被看到了在一小撮電子中。然而，直到現(xiàn)在，還沒有人觀察到長(zhǎng)岡的“動(dòng)能”磁性在材料中大量出現(xiàn)。

“到目前為止，這種動(dòng)磁機(jī)制只在模型系統(tǒng)中被檢測(cè)到，例如在四個(gè)耦合的量子點(diǎn)中，但從未在我們使用的擴(kuò)展固態(tài)系統(tǒng)中檢測(cè)到。說伊馬莫格魯。

該系統(tǒng)由六層兩種不同的半導(dǎo)體組成：二硒化鉬和二硫化鎢。與長(zhǎng)岡的網(wǎng)格類似，每個(gè)網(wǎng)格都可以堆疊在一起，從而從層間空間的摩爾紋效果中創(chuàng)造出“街角”。

一旦薄層被冷卻以盡可能多地消除熱抖動(dòng)，就會(huì)施加電壓以發(fā)送涓涓細(xì)流電子。

果不其然，每個(gè)街頭藝人都找了一個(gè)街角來挑選他們特殊品牌的旋轉(zhuǎn)。然而，與長(zhǎng)岡想象的不同，磁性只有在電子大量過剩時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。

與其說是被空曠空間的承諾所吸引，不如說是對(duì)和諧場(chǎng)所的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生了短暫的雙重行為，即達(dá)布隆.

足夠多的這些伙伴關(guān)系眨眼，導(dǎo)致材料以物理學(xué)家從未見過的方式變得磁性。

雖然這個(gè)過程不太可能在短期內(nèi)導(dǎo)致任何新技術(shù)（或?qū)⑺苫▓D畫固定在冰箱上的方法），但它確實(shí)讓研究人員深入了解了可以為未來的電子產(chǎn)品提供信息的行為。

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然界.

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