Superstripes - Superstripes

Superstripes - fazoviy singan simmetriyaga ega bo'lgan fazaning umumiy nomi, bu boshlanishiga yordam beradi supero'tkazuvchi yoki superfluid kvant tartibi. Ushbu stsenariy 1990-yillarda bir hil metall bo'lmagan paytda paydo bo'lgan heterostrukturalar da atom chegarasi singan bilan fazoviy simmetriya supero'tkazuvchanlikni ma'qullashi aniqlandi.[1][2] Buzilgan kosmik simmetriya oldin raqobatlashishi va supero'tkazuvchilar tartibini bostirishi kutilgan edi. Kuchaytirish uchun harakatlantiruvchi mexanizm supero'tkazuvchanlik Superstripes materiyasidagi kritik harorat bu bo'lishi tavsiya etilgan shakl rezonansi energetik bo'shliq parametrlarida ∆n bu bir turi Fano rezonansi birgalikda mavjud bo'lgan kondensatlar uchun.[3][4]

Superstripes 2.5 Lifshitz o'tish joyi yaqinida ko'p o'tkazuvchanlikni namoyish etadi, bu erda metalldan supero'tkazgichga o'tishda kimyoviy potentsialni qayta normalizatsiya qilish beparvo emas va bo'shliqlar tenglamasini o'z-o'zidan izchil hal qilish kerak. Superstripes panjara stsenariysi supero'tkazuvchi tarmoqni tashkil etuvchi ko'p gapli superstripes moddalarining ko'lmaklaridan iborat bo'lib, bu erda turli bo'shliqlar nafaqat turli qismlarda k-bo'shliq balki keng ko'lamli bepul taqsimot bilan haqiqiy makonning turli qismlarida Jozefson tutashgan joylar.

Tarix

Atama superstripes 2000 yilda "Stripes and High T" mavzusidagi xalqaro konferentsiyada taqdim etilganv Supero'tkazuvchanlik "Rimda moddaning ma'lum bir fazasini tavsiflash uchun o'tkazildi, u erda N (3D yoki 2D) yuqori o'lchovli fazadan N-1 (2D yoki 1D) kichik o'lchovli fazaga o'tishda singan simmetriya paydo bo'ladi. superfluid faza va u paydo bo'lishi bilan normal o'tkazuvchanlik darajasiga ko'tarilishi mumkin yuqori haroratli supero'tkazuvchanlik. Atama superstripes senariysi yuqori o'lchovli N (2D elektronli gaz kabi) fazadan sinishi simmetriya va pastki o'lchovli fazaga (kvaz 1D chiziqli suyuqlik singari) o'tish bosqichi raqobatlashadigan va bostiradigan chiziqlar ssenariysi bilan asosiy farqni yaratish uchun kiritilgan. supero'tkazuvchi fazaga o'tish harorati va modulyatsiyalangan chiziqli magnit tartibni yoqtiradi. Superstripes fazasining buzilgan simmetriyasida strukturaviy modulyatsiya mavjud bo'lib, yuqori haroratli supero'tkazuvchanlikni qo'llab-quvvatlaydi.[1]

Atom chegarasida geterostrukturalarda yuqori haroratli supero'tkazuvchanlik

Ning bashorati yuqori haroratli supero'tkazuvchanlik o'tish harorati haqli ravishda nazariy fizikaning eng qiyin muammolaridan biri hisoblanadi. Muammo ko'p yillar davomida hal etilmay kelmoqda, chunki bu materiallar umuman juda murakkab tuzilishga ega bo'lib, bir hil tizim uchun foydasiz nazariy modellashtirishga imkon beradi. Mahalliy panjara tebranishlari bo'yicha eksperimental tekshiruvdagi yutuqlar jamiyatni murakkab moddada kvant fizikasi muammosi degan xulosaga keldi. Supero'tkazgichlarda yuqori haroratli supero'tkazuvchanlik uchun tobora o'sib borayotgan paradigma shundaki, asosiy atama bu juftlashuvchi kanallar orasidagi kvant interferentsiya effekti, ya'ni almashinuvga o'xshash, turli xil kondensatlar orasidagi Jozefsonga o'xshash juftlik uzatish davridagi rezonansdir. Turli xil juftlik kanallari o'rtasidagi kvant konfiguratsiyasining o'zaro ta'siri, bu alohida holat shakl rezonansi guruhiga mansub Fano Feshbax rezonanslari atom va yadro fizikasida. Kritik harorat Fano antiresonansi tufayli kimyoviy potentsialni yangi Fermi yuzasida dog 'paydo bo'ladigan, ya'ni "elektron topologik o'tish" (ETT) yoki 2,5 Lifshits o'tish yoki metal- metallga topologik o'tish. Tv kuchaytirish kimyoviy potentsial energetik mintaqada tarmoqli qirrasi ustida, juftlik o'zaro ta'siridan 1 yoki 2 baravar ko'p energiya sarfi tartibidan uzoqda sozlanganda yoqiladi. Tv shakl diapazonida yanada kuchayadi, agar paydo bo'ladigan fermi yuzasi dog'ining Fermi yuzasi uning o'lchamini o'zgartirsa (masalan, quvurli Fermi yuzasida bo'yin ochish uchun Lifshits o'tish).[5]Da kimyoviy potentsialni sozlash shakl rezonansi o'zgartirish yo'li bilan olinishi mumkin: zaryad zichligi va / yoki ustki qatlamning strukturaviy parametrlari va / yoki ustki qatlamning noto'g'ri kuchlanishi va / yoki buzilish. Superstripes materiyasida shakl rezonanslari uchun to'g'ridan-to'g'ri dalillar izotoplarning kimyoviy potentsialni sozlash orqali kritik haroratga ta'sirining anomal o'zgarishi bilan ta'minlanadi.[6]

Materiallar

La ning tetragonal (supero'tkazuvchi) fazasining kristalli tuzilishi2CuO4: yuqori ko'rinish (yuqori o'ng) va CuO6 oktaedr (pastki o'ng).[7]

Yuqori haroratli kupratli supero'tkazuvchilar murakkab panjarali tuzilishga ega ekanligi ma'lum bo'lgan.[8][9][10][11][12][13][14] 1993 yilda taklif qilingan[15] Ushbu materiallar a dan tashkil topgan atom chegarasida heterostrukturalar deb nomlangan materiallarning ma'lum bir sinfiga tegishli ekanligi superlattice supero'tkazuvchi atom qatlamlari interkalatsiyalangan spacer roli bilan boshqa material tomonidan.

2001-2013 yillarda kashf etilgan barcha yangi yuqori haroratli supero'tkazuvchilar materiallar faol atom qatlamlaridan tashkil topgan atom chegarasidagi heterostrukturalardir: diboridlarda asal bor qatlami, interkalatsiyalangan grafitdagi grafen, CoO2 kobaltatlardagi atom bbc mono qatlamlari, pniktidlar tarkibidagi FeAs atom ftorit bir qatlamlari, selenidlar tarkibidagi FeSe atom ftorit bir qatlamlari.

Ushbu materiallarda (a) ortiqcha oro bermay shtammni kritik qiymatga oshirish va (b) elektronlar va elektronlar o'zaro ta'sirida Lifshits o'tish joyidagi kimyoviy potentsialni sozlashning qo'shma ta'siri, supero'tkazuvchilar tarmog'ining shakllanishi bilan panjaraning beqarorligini keltirib chiqaradi. izolyatsion yoki metall fonda chiziqli ko'lmaklar.

Ushbu murakkab stsenariy "superstripes stsenariysi" deb nomlangan bo'lib, u erda 2D atom qatlamlari funktsional panjaraning bir xil emasligini ko'rsatadi: La-da mahalliy panjara buzilishining "to'lqinli ko'lmaklari" kuzatilgan2CuO4 + y[16][17] Bi222 da; oraliq qatlamlarda tartiblangan dopantlarning chiziqli ko'lmaklari superoksigenlangan La-da kuzatilgan2CuO4[18] va YBaCuO da[19] Supero'tkazuvchilar chiziqli ko'lmaklar tarmog'i MFeAs pnictides-da ham topilgan[20] va yaqinda KFeSe selenidlarida[21]

Panjara nuqsonlarini o'z-o'zini tashkil qilish orqali boshqarilishi mumkin shtamm muhandisligi.[22] va fotosurat effektlari.[23]

Bose Eynshteyn kondensatlaridagi ustki chiziqlar

Spin orbitasi bilan bog'langan tizimning turli xil kuchlanish kuchlari uchun tarqalish munosabatlari. A qutisida hech qanday birikma mavjud emas. Dispersiya munosabati bo'shliqning 2 siljigan munosabatini ko'rsatadi. B katak kuchsiz birikma uchun k = 0 dagi bo'shliq qanday ochilishini ko'rsatadi. C katakchada kuchli bog'lanish chegarasi ko'rsatilgan bo'lib, u erda birinchi diapazondagi er-xotin degenerativ minimalar k = 0 bo'lganda bitta asosiy holatga qo'shiladi.

Superstripes (Stripe Phase deb ham ataladi) Bose Eynshteyn kondensatlarida (BEC) hosil bo'lishi mumkin. Spin orbitasining ulanishi. Spin-orbitaning birikishi giperfin holatlarining manifoldidan ikkita spin holatini ikkita fotonli jarayon bilan juftlikka tanlash orqali amalga oshiriladi.[24] Zaif birikish uchun hosil bo'lgan Hamiltonian birinchi diapazonda er-xotin degenerat holatiga ega bo'lgan spektrga ega. Ushbu rejimda bitta zarracha dispersiyasi munosabati har bir minimalda BECni egallashi mumkin.[25] Natijada, BECda real kosmosga aralashishi mumkin bo'lgan 2 ta impuls komponenti mavjud. Interferentsiya sxemasi BEC zichligida chekka sifatida paydo bo'ladi. Chegaralarning davriyligi Raman bog'lanish nurlari to'lqin uzunligining bog'lanish kuchi va BEC ichidagi o'zaro ta'sirlar bilan o'zgartirilganligi natijasidir.[25] Spin orbitasining birikishi tizimning o'lchash simmetriyasini va vaqtni qaytarish simmetriyasini buzadi. Chiziqlar shakllanishi uzluksiz tarjima simmetriyasini buzadi.

So'nggi paytlarda Rubidium-87 BEC-da chiziqlar fazasini kuzatishga urinishgan, ammo chiziqlar juda kichik va juda past kontrastni aniqlashga imkon bermagan.[24]

2017 yilda ETH Tsyurix va MITning ikkita tadqiqot guruhlari ultrakold kvant gazlari bilan supero'tkazgichni birinchi yaratish haqida xabar berishdi. MIT guruhi Bose-Eynshteyn kondensatini er-xotin quduq potentsialiga ta'sir qildi, bu esa spin-orbitaning samarali birikmasini yaratdi. Ikkala spin-orbitali bog'langan panjara uchastkasidagi atomlar orasidagi shovqin zichlik modulyatsiyasini keltirib chiqardi, bu esa supersoolid xususiyatlarga ega chiziqli fazani o'rnatadi.[26][27]

Adabiyotlar

  1. ^ a b Byankoni, A. (2000). "Superstripes". Xalqaro zamonaviy fizika jurnali B. 14 (29n31): 3289–3297. Bibcode:2000IJMPB..14.3289B. doi:10.1142 / S0217979200003769.
  2. ^ Byankoni, A .; Di Kastro, D.; Saini, N. L.; Byankoni, G. (2002). "Superstripes". Elektron va molekulyar tarmoqlarda o'zgarishlar o'tish va o'z-o'zini tashkil etish. Asosiy materiallarni tadqiq qilish. p. 375. arXiv:1107.4858. doi:10.1007/0-306-47113-2_24. ISBN  978-0-306-46568-0.
  3. ^ Perali, A .; Byankoni, A .; Lanzara, A .; Saini, N. L. (1996). "Kvant chiziqlari ustki qatlamidagi shakl rezonansidagi bo'shliqni kuchaytirish: yuqori T uchun mexanizmC". Qattiq davlat aloqalari. 100 (3): 181–186. arXiv:1107.3292. Bibcode:1996SSCom.100..181P. doi:10.1016/0038-1098(96)00373-0.
  4. ^ Byankoni, A .; Valletta, A .; Perali, A .; Saini, N. L. (1998). "Atom chegarasida chiziqli fazaning supero'tkazuvchanligi". Physica C: Supero'tkazuvchilar. 296 (3–4): 269. Bibcode:1998 yilShyC..296..269B. doi:10.1016 / S0921-4534 (97) 01825-X.
  5. ^ Innocenti, D .; Poccia, N .; Ricci, A .; Valletta, A .; Kaprara, S .; Perali, A .; Byankoni, A. (2010). "Ko'p tarmoqli supero'tkazgichdagi rezonansli va krossoverli hodisalar: tarmoqli chetiga yaqin kimyoviy potentsialni sozlash". Jismoniy sharh B. 82 (18): 184528. arXiv:1007.0510. Bibcode:2010PhRvB..82r4528I. doi:10.1103 / physrevb.82.184528.
  6. ^ Perali, A .; Innocenti, D .; Valletta, A .; Byankoni, A. (2012). "Ko'p chiziqli yuqori kondensat supero'tkazgichda 2,5 Lifshits o'tish davrida anomal izotop effekti". Supero'tkazuvchilar fan va texnologiyasi. 25 (12): 124002. arXiv:1209.1528. Bibcode:2012SuScT..25l4002P. doi:10.1088/0953-2048/25/12/124002.
  7. ^ Xosono, X.; Tanabe, K .; Takayama-Muromachi, E .; Kageyama, X .; Yamanaka, S .; Kumakura, H.; Nohara, M .; Xiramatsu, X.; Fujitsu, S. (2015). "Yangi supero'tkazgichlar va funktsional materiallarni o'rganish, shuningdek supero'tkazuvchi lentalar va temir pniktid simlarini tayyorlash". Ilg'or materiallarning fan va texnologiyasi. 16 (3): 033503. arXiv:1505.02240. Bibcode:2015STAdM..16c3503H. doi:10.1088/1468-6996/16/3/033503. PMC  5099821. PMID  27877784.
  8. ^ Myuller, K. A. (2002). "Faza ajratishidan chiziqlarga". Chiziqlar va tegishli hodisalar. Supero'tkazuvchilarning tanlangan mavzulari. 8. 1-8 betlar. doi:10.1007/0-306-47100-0_1. ISBN  0-306-46419-5.
  9. ^ Myuller, K. A. (2005). "Teshik-dopedli kupratli Supero'tkazuvchilarning muhim bir xilligi". Murakkab tizimlar tuzilishi va bog'lashda supero'tkazuvchanlik. Tuzilishi va yopishtirilishi. 114. Berlin / Heidelberg: Springer. 1-11 betlar. doi:10.1007 / b101015. ISBN  978-3-540-31499-8.
  10. ^ Raveau, B. (2007). "Perovskit tarixi: 60 yildan ortiq vaqt davomida olib borilgan izlanishlar davomida elektroelektrik kashfiyotdan ulkan magnetoresistansga qadar yuqori TC supero'tkazuvchanlik ". Qattiq jismlar kimyosidagi taraqqiyot. 35 (2–4): 171–173. doi:10.1016 / j.progsolidstchem.2007.04.001.
  11. ^ Bishop, A. R. (2008). "HTC oksidlari: Spin, zaryad va panjaraning kelishuvi". Fizika jurnali: konferentsiyalar seriyasi. 108 (1): 012027. Bibcode:2008JPhCS.108a2027B. doi:10.1088/1742-6596/108/1/012027.
  12. ^ Byankoni, A (2000). Chiziqlar va ular bilan bog'liq bo'lgan hodisalar. Nyu-York: Kluwer Academic / Plenum nashriyotlari. ISBN  0-306-46419-5.
  13. ^ Byankoni, A (2006). Yuqori haroratli supero'tkazgichlarda simmetriya va heterojenlik. Dordrext Buyuk Britaniya: Springer. ISBN  9781402039881.
  14. ^ Myuller, K. A. (2005). Murakkab tizimlarda supero'tkazuvchanlik. Berlin Nyu-York: Springer. ISBN  978-3-540-23124-0.
  15. ^ Byankoni, A. (1994). "Kuprat perovskitlaridagi kabi metall geterostrukturalar ishlab chiqarish orqali yangi yuqori Tc supero'tkazuvchilar paydo bo'lishi mumkinligi to'g'risida". Qattiq davlat aloqalari. 89 (11): 933–936. arXiv:1107.3249. Bibcode:1994SSCom..89..933B. doi:10.1016/0038-1098(94)90354-9.
  16. ^ Di Kastro, D.; Kolapietro, M.; Byankoni, G. (2000). "Kislorod tarkibidagi metall chiziqlar La-ni qo'shib qo'ydi2CuO4" (PDF). Xalqaro zamonaviy fizika jurnali B. 14 (29n31): 3438. Bibcode:2000IJMPB..14.3438D. doi:10.1142 / S0217979200003927.
  17. ^ Poccia, N .; Ricci, A .; Kampi, G.; Fratini, M.; Puri, A .; Gioakchino, D. D.; Marselli, A .; Reynolds, M.; Burghammer, M .; Saini, N. L.; Aeppli, G.; Byankoni, A. (2012). "La-dagi mahalliy panjara buzilishlarining tegmaslik bir xilligi2CuO4 + y". Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 109 (39): 15685–15690. arXiv:1208.0101. Bibcode:2012PNAS..10915685P. doi:10.1073 / pnas.1208492109. PMC  3465392. PMID  22961255.
  18. ^ Fratini, M.; Poccia, N .; Ricci, A .; Kampi, G.; Burghammer, M .; Aeppli, G.; Byankoni, A. (2010). "La-da kislorodli interstitsiallarning masshtabsiz tuzilishi2CuO4 + y". Tabiat. 466 (7308): 841–4. arXiv:1008.2015. Bibcode:2010 yil natur.466..841F. doi:10.1038 / nature09260. PMID  20703301.
  19. ^ Kampi, G.; Ricci, A .; Poccia, N .; Barba, L .; Arrighetti, G.; Burghammer, M .; Caporale, A. S.; Byankoni, A. (2013). "Mikro-rentgen diffraksiyasi skanerlashda YBa da kislorod zanjiri nanosiqobli ko'lmaklarning tarqalishi aniqlandi2Cu3O6.33". Jismoniy sharh B. 87 (1): 014517. arXiv:1212.2742. Bibcode:2013PhRvB..87a4517C. doi:10.1103 / physrevb.87.014517.
  20. ^ Kayvano, R .; Fratini, M .; Poccia, N .; Ricci, A .; Puri, A .; Ren, Z.A .; Dong, X. L .; Yang, J .; Lu, V.; Chjao, Z. X .; Barba, L .; Byankoni, A. (2009). "Feshbax rezonansi va ko'p tarmoqli Fe ning kvant kritik nuqtasi yonida mezoskopik fazani ajratish Sifatida- asosli supero'tkazuvchilar ". Supero'tkazuvchilar fan va texnologiyasi. 22 (1): 014004. arXiv:0809.4865. Bibcode:2009SuScT..22a4004C. doi:10.1088/0953-2048/22/1/014004.
  21. ^ Ricci, A .; Poccia, N .; Kampi, G.; Jozef B.; Arrighetti, G.; Barba, L .; Reynolds, M.; Burghammer, M .; Takeya, H .; Mizuguchi, Y .; Takano, Y .; Kolapietro, M.; Saini, N. L.; Byankoni, A. (2011). "Temir xalkogenid supero'tkazgichi K-da nanokkala fazani ajratish0.8Fe1.6Se2 nanofokusli rentgen difraksiyasini skanerlash orqali ko'rinib turganidek ". Jismoniy sharh B. 84 (6): 060511. arXiv:1107.0412. Bibcode:2011PhRvB..84f0511R. doi:10.1103 / physrevb.84.060511.
  22. ^ Agrestini, S .; Saini, N. L.; Byankoni, G.; Byankoni, A. (2003). "CuO zo'riqishi2 panjara: kuprat perovskitlarining fazaviy diagrammasi uchun ikkinchi o'zgaruvchi ". Fizika jurnali A: matematik va umumiy. 36 (35): 9133. Bibcode:2003JPhA ... 36.9133A. doi:10.1088/0305-4470/36/35/302.
  23. ^ Poccia, N .; Fratini, M .; Ricci, A .; Kampi, G.; Barba, L .; Vittorini-Orgeas, A .; Byankoni, G.; Aeppli, G.; Byankoni, A. (2011). "Kupratli supero'tkazgichdagi kislorod tartibining rivojlanishi va boshqarilishi". Tabiat materiallari. 10 (10): 733–6. arXiv:1108.4120. Bibcode:2011 yil NatMa..10..733P. doi:10.1038 / nmat3088. PMID  21857676.
  24. ^ a b Galitski, Viktor; Spielman, Yan B. (2013-02-07). "Kvant gazlaridagi spin-orbitali birikma". Tabiat. 494 (7435): 49–54. arXiv:1312.3292. Bibcode:2013 yil 499 ... 49G. doi:10.1038 / tabiat11841. PMID  23389539.
  25. ^ a b Li, Yun; Pitaevskiy, Lev P.; Stringari, Sandro (2012). "Spin-Orbit bilan bog'langan Boz-Eynshteyn kondensatlaridagi kvant trikritalligi va fazali o'tish". Jismoniy tekshiruv xatlari. 108 (22): 225301. arXiv:1202.3036. Bibcode:2012PhRvL.108v5301L. doi:10.1103 / physrevlett.108.225301. PMID  23003610.
  26. ^ "MIT tadqiqotchilari materiyaning yangi shaklini yaratadilar". yangiliklar.mit.edu. Olingan 6 mart 2017.
  27. ^ Li, Jun-Ru; Li, Jongvon; Xuang, Vuji; Burcheskiy, Shon; Shteynas, Boris; Top, Furkan Chag'ri; Jeymison, Alan O.; Ketterle, Volfgang (2017 yil 1 mart). "Spin-orbitaga bog'langan Bose-Eynshteyn kondensatlaridagi o'ta qattiq xususiyatlarga ega chiziqli faza". Tabiat. 543 (7643): 91–94. arXiv:1610.08194. Bibcode:2017 yil Noyabr 543 ... 91L. doi:10.1038 / tabiat21431. PMID  28252062.

Tashqi havolalar

  • Superstripes 2008 yil [1]
  • Superstripes 2010 yil [2]
  • Superstripes veb-sahifasi [3]