最新發現:石墨烯材料中發現新型準粒子于特定磁場存在不同行為
本來科學家仍以狄拉克費米子(Dirac fermion)來考慮石墨烯超晶格中集體電子的行為,但狄拉克費米子并不能解說某些試驗成果,也不符合該狀態下準粒子的有限質量。因此研討人員歸因于高磁場下有新式準粒子即Brown-Zak費米子(Brown-Zak fermions)構成,它們有自己的共同性能和極高遷移率(粒子體系中,遷移率定義為粒子在施加電流時行進的才能)。
石墨烯結構中,高遷移率一直是圣杯,因此類資料將有其他特性(整數/分數量子霍爾效應)可制作超高頻晶體管。新研討中,科學家制備了高純度超大型石墨烯元件,取得幾百萬cm/V·S電子遷移率,這代表粒子能直接在整個設備傳遞而不會產生散射。
施加磁場本來會降低電子遷移率,但是這些在超晶格強磁場下出現的新式準粒子反其道而行,將能為一些極端條件下運行的電子設備拓荒遠景。
科學家在石墨烯-氮化硼超晶格發現了新的準粒子宗族,稱為Brown-Zak費米子,在施加特定磁場的情況下竟沿直線軌道移動,這項發現不只對電子傳遞基礎研討相當重要,也有機會促進新式電子元件發展。
準粒子一詞由理論物理學家Lev Landau于1940年代引入,在物理學,準粒子是種產生在微觀復雜體系的突現現象,集體效應描繪為“單粒子激發”,可說是凝聚態物理學與量子多體體系最重要的概念之一。
近年來,科學家開端研討石墨烯-氮化硼超晶格,這種資料結構可以觀察到電子于磁場出現絕妙分型圖畫,稱為“霍夫施塔特蝴蝶”,但是當曼徹斯特大學團隊將石墨烯層原子晶格對準絕緣氮化硼片原子晶格、并施加特定磁場值時,卻發現結構里的電子產生令人驚奇的行為。
若按照理論預期,電子在跑進均勻磁場的情況下會呈現等速率圓周運動,但是當研討人員將石墨烯-氮化硼超晶格磁場設定為某個特定值時,卻發現電子再次沿直線軌道移動,彷彿磁場消失了。

