В двумерном топологическом материале обнаружен экзотический электронный эффект

Исследователи из Юлиха впервые смогли продемонстрировать экзотическое электронное состояние, так называемые дуги Ферми, в двумерном материале. Неожиданное появление дуг Ферми в таком материале обеспечивает связь между новыми квантовыми материалами и их соответствующими потенциальными применениями в новом поколении спинтроники и квантовых вычислений. Результаты недавно были опубликованы в Nature Communications.

Гигантская проводимость спиновых волн магнонов в сверхтонких изоляторах

Когда вы делаете токопроводящие провода тоньше, их электрическое сопротивление увеличивается. Это закон Ома, и в целом он верен. Важным исключением являются очень низкие температуры, когда подвижность электронов увеличивается, когда провода становятся настолько тонкими, что фактически становятся двумерными. Теперь физики Гронингенского университета вместе с коллегами из Брестского университета наблюдали, что нечто подобное происходит с проводимостью магнонов, спиновыми волнами, которые проходят через магнитные изоляторы, подобно волне, проходящей через стадион. Увеличение проводимости было впечатляющим и происходило при комнатной температуре. Это наблюдение было опубликовано в Nature Materials 22 сентября.

Снимки в атомном масштабе раскрывают простой путь к образованию кристаллов

Исследования Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), Вашингтонского университета (UW) и Университета Дарема проливают новый свет на то, как кристаллы образуются на поверхности. После тщательного анализа результатов исследователи пришли к выводу, что, хотя некоторые аспекты текущей теории верны, в конечном итоге их система пошла по неклассическому пути теории зародышеобразования. Они приписывают это электростатическим силам от зарядов на поверхности изучаемого материала (слюды).  Результаты были опубликованы в Science Advances.

Под давлением твердое вещество приобретает новое поведение

Исследовано структурное поведение магния (Mg) при экстремальных давлениях — более чем в три раза выше, чем в ядре Земли — которые ранее были доступны только теоретически. Наблюдения подтверждают теоретические предсказания для Mg и демонстрируют, как давление в ТПа, в 10 миллионов раз превышающее атмосферное, заставляет материалы принимать принципиально новые химические и структурные свойства. Под огромным давлением валентные электроны, которые обычно свободно перемещаются по всему металлу Mg, локализуются в пустых пространствах между атомами и, таким образом, образуют почти безмассовый отрицательно заряженный ион. Теперь есть шарики двух разных размеров — положительно заряженные ионы Mg и отрицательно заряженные локализованные валентные электроны — это означает, что Mg может упаковываться более эффективно, и, таким образом, такие «электридные» структуры становятся энергетически более выгодными по сравнению с плотной упаковкой. Работа была только что опубликована в журнале Nature Physics под руководством Мартина Гормана, ученого LLNL.

Физики продемонстрировали метод конструирования топологических металлов

Американские и европейские физики продемонстрировали новый метод предсказания того, могут ли металлические соединения принимать топологические состояния, возникающие в результате сильных взаимодействий электронов.

Заряд и магнетизм переплетаются в материале кагомэ

В экспериментах в Райсе, Окриджской национальной лаборатории (ORNL), Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNL), Вашингтонском университете (UW), Принстонском университете и Калифорнийском университете в Беркли изучали чистый железо-германий. При охлаждении до критически низкой температуры в кристаллах которого спонтанно возникали стоячие волны электронов. Интересно, что волны плотности заряда возникали, когда материал находился в магнитном состоянии, в которое он перешел при более высокой температуре.

Теоретическое описание индуцированных светом топологических состояний

Топологические материалы, обладающие определенной симметрией на атомном уровне, в том числе топологические изоляторы и топологические полуметаллы, вызвали восхищение у многих ученых, изучающих конденсированные состояния, из-за их сложных электронных свойств. Теперь исследователи в Японии продемонстрировали, что обычный полупроводник может быть преобразован в топологический полуметалл с помощью светового облучения. Кроме того, они показали, как спин-зависимые реакции могут проявляться при освещении лазерным светом с круговой поляризацией. Опубликовано в Physical Review B, эта работа исследует возможность создания топологических полуметаллов и проявления новых физических свойств с помощью управления светом, что может открыть богатые физические границы для топологических свойств.

Разработана сканирующая туннельная микроскопия с более высокой частотой кадров

Ученые с факультета прикладных наук Университета Цукубы создали «моментальные снимки» с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с задержкой между кадрами, намного меньшей, чем это было возможно ранее. Используя сверхбыстрые лазерные методы, они улучшили временное разрешение с пикосекунд до десятков фемтосекунд, что может значительно повысить способность ученых, занимающихся изучением конденсированных сред, изучать чрезвычайно быстрые процессы. Исследование опубликовано в ACS Photonics.

Парные столкновения в лёгких ядрах

Атомное ядро ​​— занятое место. Входящие в его состав протоны и нейтроны иногда сталкиваются и ненадолго разлетаются с большой скоростью (прежде чем снова сцепиться) как два конца натянутой резиновой ленты. Используя новый метод, физики обнаружили нечто удивительное: протоны сталкиваются со своими собратьями-протонами, а нейтроны со своими собратьями-нейтронами чаще, чем ожидалось.

Высокое давление в алмазных капсулах не помеха для сохранения свойств материала

Сохранение высокобарических состояний материалов в условиях окружающей среды является долгожданной целью фундаментальных исследований и практических приложений. Группа ученых во главе с Drs. Чжидан (Дениз) Цзэн, Цяоши Цзэн и Хо-Кван Мао из Центра передовых исследований науки и технологий высокого давления (HPSTAR) и профессор Венди Мао из Стэнфордского университета сообщают об инновационном прорыве, в котором им удалось сохранить исключительные свойства материала высокого давления в отдельно стоящих алмазных капсулах с наноструктурой без поддержки традиционных громоздких сосудов высокого давления. Их работа была недавно опубликована в журнале Nature.