Вчені виявили хіральні фонони в двовимірному кристалі напівпровідника

Дослідницька група з Лабораторії Лоуренса Берклі (Berkeley Lab) знайшла перший доказ того, що коливальний рух в структурі атомарного тонкого (двовимірного) матеріалу має природне кругове обертання.

 

У цій анімації показано рух атомів у двовимірному диселеніді вольфраму. У цьому фононному режимі (відомому як поздовжній оптичний режим або LO) атоми селену (жовті) обертаються за годинниковою стрілкою, а атоми вольфраму (сині) залишаються нерухомими.

У журналі Science повідомляється, що деякі з фононів матеріалу, термін, що описує колективні коливання в атомних кристалах, природньо обертаються в певному напрямку.

«Наш експеримент відкрив новий тип так званих хіральних фононів, де атоми рухаються по колу в атомарному моношаровому кристалі диселеніду вольфраму», — сказав Сян Чжан, автор дослідження та старший науковий співробітник Відділу матеріалознавства в Лабораторії Лоуренса Берклі та професора У. К. Берклі.

Ця діаграма вказує на атомний рух в окремих фононних режимах. Зліва («LO» являє собою поздовжній оптичний режим), атоми селену виявляють обертання за годинниковою стрілкою, а атоми вольфраму стоять на місці. Праворуч («LA» являє собою поздовжній акустичний режим), атоми вольфраму демонструють обертання за годинниковою стрілкою, тоді як атоми селену обертаються у напрямку проти годинникової стрілки.

За допомогою таких фононів можна управляти транспортом електронів, що зокрема, перспективно для волітроніки — напрямку, в якому для зберігання і передачі інформації використовуються властивості електронів, що знаходяться в долинах (областях мінімумів дозволеної енергії в зонах провідності). Якщо у матеріалу в зоні провідності дві долини, то інформацію про те, в якій з долин в даний момент знаходиться електрон, можна використовувати для кодування інформації.

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *