Что такое MER? Новый способ измерения квантовых материалов

Физики-экспериментаторы объединили несколько измерений квантовых материалов в одно в своем постоянном стремлении узнать больше о том, как манипулировать ими и контролировать их поведение для возможных применений. Они даже придумали для него термин — магнитоэластопротивление или MER.

По словам Пола Кэнфилда, ученого-физика Ames Lab, заслуженного профессора и профессора физики и астрономии Роберта Аллена Райта в Университете штата Айова, ученые по физике конденсированных сред в лаборатории Эймса при Министерстве энергетики США имеют давнюю историю исследования «странных» материалов.

«Странно» в этом случае означает металлические и полуметаллические соединения, которые обладают магнитными, сверхпроводящими или другими свойствами, которые могут быть полезны в технических приложениях, таких как квантовые вычисления. Однако, чтобы заставить эти соединения раскрыть свои секреты, экспериментаторы должны ткнуть, подтолкнуть и измерить материалы, чтобы увидеть, как и как они реагируют.

Канфилд и его коллеги-исследователи систематически изучали WTe2, полуметалл, подвергая его воздействию электрического тока, магнитного поля и деформации от толкания и вытягивания. Измерения сопротивления при сочетании внешнего магнитного поля и деформации — это то, что ранее не изучалось ни в одном систематическом вопросе.

Они обнаружили, что материал реагировал с большими изменениями в упругом сопротивлении и что он был дополнительно управляем магнитным полем, особенно при низких температурах.

Сочетая экспериментальные результаты с теорией функционала плотности и моделированием, «мы смогли продемонстрировать, что MER связан с перераспределением носителей из разных полос (т. Е. С полосой тяжелых дырок, легкой дыры и электронной зоной)», — сказал На Хён Джо, постдокторское исследование сотрудник лаборатории Эймса. «Это означает, что проектирование WTe2 и других подобных устройств возможно в будущем».

Ученый Сергей Будько был удовлетворен результатами эксперимента, который показал большой эффект в MER, доказав всему научному сообществу, что это достойный способ поиска аналогичных эффектов в похожих материалах и изучения того, как или когда они произойдут. «Хотя мы исследовали ряд этих материалов с большим магнитосопротивлением на протяжении десятилетий, мы только начинаем понимать, почему одни материалы демонстрируют это, а не другие; здесь мы открываем дверь для более четкого теоретического объяснения их свойств. «

---

Источник истории:

Материалы предоставлены DOE / Ames Laboratory . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. На Хён Джо, Лин-Лин Ванг, Питер П. Орт, Сергей Л. Будько, Пол С. Кэнфилд. Магнитоупругое сопротивление в WTe2: исследование электронной структуры и чрезвычайно большое магнитное сопротивление при деформации . Известия Национальной академии наук , 2019; 116 (51): 25524 DOI: 10.1073 / pnas.1910695116