Фізики з Массачусетського технологічного інституту виявили нові подробиці того, як в одному квантовому матеріалі можуть одночасно виникати й співіснувати дві форми організації електронів.
Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature Physics, можуть поглибити розуміння матеріалів, що виявляють надпровідність і магнетизм, а також сприяти розробці потужніших квантових пристроїв.
Читайте також:
За лічені фемтосекунди. Японські дослідники зловили на камеру приховану фазу речовини Зазвичай електрони в матеріалі розподілені відносно рівномірно. Однак під час охолодження рідкісноземельного трителуриду ербію до -8 °C вони починають самоорганізовуватися у хвилеподібну структуру — фазу хвилі густини заряду. Подальше зниження температури до -113 °C призводить до утворення другої хвильової структури, перпендикулярної до першої, що створює своєрідну електронну «шахівницю» на атомному рівні.
Для вивчення механізмів формування цих фаз учені охолодили атомарно тонкі зразки матеріалу приблизно до -230 °C, після чого за допомогою двох синхронізованих лазерних імпульсів зруйнували електронний порядок і відстежили процес його відновлення.
З’ясувалося, що перша, домінантна хвиля відновлювалася плавно й рівномірно по всьому об'єму матеріалу. Натомість друга, субдомінантна фаза поводилася неочікувано: вона почала формуватися в ізольованих ділянках, які згодом розширювалися, нагадуючи процес росту кристалів льоду у воді. Це свідчить про наявність рідкісного квантового фазового переходу першого роду.
Науковці переконані, що розуміння взаємодії таких електронних фаз допоможе розкрити природу складніших явищ у високотемпературних надпровідниках і відкриє нові можливості для керування властивостями квантових матеріалів.
Читайте також:
