Trzy grupy badawcze, dwa rodzaje właściwości elektronicznych, jeden materiał

Materiał należy do grupy materiałów odkryli dziesięć i pół roku temu znany jako izolatorów topologicznych. materiały te prowadzą na ich powierzchniach izolacyjnego ich wewnątrz „luzem”. Ale te dwie właściwości są nierozłączne: cięcie materiału, a nowa nawierzchnia będzie prowadzenie, większość pozostanie izolacyjnego.

Niektóre pięć lat temu dr Nurit Abraham, zaczynał jako naukowiec personelu w nowej grupie dr Haim Beidenkopf materii skondensowanej Wydziału Fizyki Instytutu. Mniej więcej w tym czasie, ona i Beidenkopf spotkał prof Binghai Yan kiedy miał swoją pierwszą wizytę naukową Instytutu Weizmanna. Wtedy Yan pracował jako młodszy lider grupy w grupie prof Claudia Felser, naukowca, który został materiałów rozwijających nowe rodzaje materiałów topologicznych w swoim laboratorium w Instytucie Maxa Plancka Fizyki Chemicznej stałych w Dreźnie. Beidenkopf i jego grupa specjalizuje się w klasyfikacji i pomiaru tych materiałów w skali pojedynczych atomów i ścieżkach pojedynczych elektronów, natomiast Yan został zwracając się do teorii, przewidywania, jak te materiały powinny zachowywać i wypracowanie modeli matematycznych, które wyjaśniają ich nietypowe zachowania.

Abraham i Beidenkopf byli zainteresowani w odkrywaniu właściwości specjalnego rodzaju izolatorów topologicznych, w których struktura chemiczna jest organizowane w warstwach. Jak warstwy wpływa na sposób, w jaki elektrony przeprowadzono na powierzchni materiału? Teoretycznie, oczekiwano, że układanie warstwy 2D topologicznej izolatora z wytworzeniem 3D topologiczne izolacyjnych, w których część powierzchni są przewodzące, a część izolacyjna. Yan zaproponował pracę z nowego bytu materialnego przewidywanej przez niego i później opracowany w laboratorium Felser użytkownika. Wkrótce Weizmann i grupy Max Planck rozpoczął współpracę.

Abraham kierował projektem, uzyskanie próbki materiału z laboratorium Felser, w podejmowanie pomiarów i pracy z Yan, aby zobaczyć, czy przewidywania teorii urodzi się doświadczalnie. Ponieważ współpraca pogłębił, Beidenkopf i Abraham dostał Wydział Fizyki zaprosić ponownie Yan do Instytutu, a wizyta ta ostatecznie doprowadziła Yan zdecydować się opuścić Niemcy i przenieść się z rodziną do Rehovot, aby zająć stanowisko w Skondensowanej Fizyki Instytutu Departament. „Decyzja ta była punktem zwrotnym, który postawił mnie na mojej obecnej ścieżki kariery”, mówi Yan.

W ciągu najbliższych lat, Beidenkopf, Abraham, Yan i Felser będą współpracować na wielu projektach badawczych, badając właściwości różnych klas materiałów topologicznych. Ale zrozumienie tego konkretnego materiału, związek bizmutu, telluru i jodu, okaże się, że to projekt długoterminowy. Zacznijmy od tego, Yan analizowano strukturę pasma materiału, innymi słowy, państwa elektrony są „dozwolone” zamieszkiwać. Kiedy zespoły dostać kciuki w masie, tak zwanego „inwersja band”, zapobiegają one elektrony z porusza się wewnątrz, ale pozwoli im przenieść się na powierzchni. Ten „występ” stanu wynikającego w masie materiału na powierzchni, co daje MATERIAŁÓW topologiczne ich szczególne właściwości.

Reklama

źródło Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids. "Three research groups, two kinds of electronic properties, one material." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200610135013.htm>.