Αυτό συμβαίνει όταν τα υλικά στρωματοποιημένα υλικά ωθούνται στο χείλος

Τα στρωματοποιημένα υλικά, όπως τα διχκλογενίδια μετάλλου μετάλλων και μετάλλων (TMDs), έχουν προσελκύσει σημαντική προσοχή τα τελευταία χρόνια λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων τους και των πιθανών εφαρμογών σε διάφορους τομείς. Ωστόσο, όταν αυτά τα υλικά ωθούνται στο χείλος, μπορούν να παρουσιάσουν αξιοσημείωτες και απροσδόκητες συμπεριφορές. Ακολουθούν μερικά ενδιαφέροντα φαινόμενα που μπορεί να εμφανιστούν όταν τα υλικά στρωματοποιημένα υποβάλλονται σε ακραίες συνθήκες:

Quantum Hall Effect:

Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και παρουσία ισχυρών μαγνητικών πεδίων, τα υλικά με στρωματοποιημένα υλικά μπορούν να παρουσιάσουν το φαινόμενο της κβαντικής αίθουσας (QHE). Το φαινόμενο αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ποσοτικοποίηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, όπου η αγωγιμότητα λαμβάνει συγκεκριμένες διακριτές αξίες. Το Qhe προκύπτει λόγω του σχηματισμού εντοπισμένων ηλεκτρονικών καταστάσεων κοντά στις άκρες του υλικού, οι οποίες επηρεάζονται από το μαγνητικό πεδίο.

υπεραγωγιμότητα:

Ορισμένα υλικά με στρώσεις, όπως ο παρεμβαλλόμενος γραφίτης και ορισμένα TMD, έχουν βρεθεί ότι παρουσιάζουν υπεραγωγιμότητα όταν ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Η υπεραγωγιμότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια με μηδενική αντίσταση. Σε στρωματοποιημένα υλικά, μπορεί να προκύψει υπεραγωγιμότητα λόγω αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων εντός των στρωμάτων και των παρεμβαλλόμενων ειδών ή ελαττωμάτων.

μετάβαση μονωτή Mott:

Τα στρωματοποιημένα υλικά μπορούν να υποβληθούν σε μετάβαση από μεταλλική κατάσταση σε κατάσταση μονωτήρα Mott όταν οι συσχετίσεις ηλεκτρονίων μέσα στο υλικό γίνονται ισχυρές. Στην κατάσταση μονωτήρα Mott, το υλικό γίνεται ηλεκτρικά μονωτικό λόγω του εντοπισμού των ηλεκτρονίων. Αυτή η μετάβαση οδηγείται από την απόρριψη Coulomb μεταξύ των ηλεκτρονίων, η οποία ξεπερνά την κινητική ενέργεια που κανονικά θα επιτρέπει την ελεύθερη κίνηση των ηλεκτρονίων.

Κατάσταση διεγέρτη μονωτικού:

Σε ορισμένους ημιαγωγούς, όπως τα διχκλογενίδια μετάβασης μετάλλων, μπορεί να σχηματιστεί μια κατάσταση διεγερτικού μονωτικού σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε αυτή την κατάσταση, τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες (η απουσία ηλεκτρονίων) συνδέονται σφιχτά μαζί για να σχηματίσουν excitons, τα οποία είναι αποτελεσματικά ουδέτερα quasiparticles. Η κατάσταση διεγερτικού μονωτή παρεμποδίζει τη μεταφορά φορέων φορτίου, με αποτέλεσμα μια μονωτική συμπεριφορά.

Valleytronics:

Τα στρωματοποιημένα υλικά, ιδιαίτερα τα TMDs, διαθέτουν μοναδικές ηλεκτρονικές δομές ζώνης που δημιουργούν βαθμούς ελευθερίας στην κοιλάδα. Οι κοιλάδες είναι περιοχές στο χώρο της ορμής όπου αγγίζουν οι ζώνες αγωγιμότητας και σθένους και μπορούν να συμπληρωθούν επιλεκτικά με ηλεκτρόνια ή τρύπες. Αυτή η ιδιοκτησία επιτρέπει την ηλεκτρονική με βάση την κοιλάδα ή την Valleytronics, η οποία περιλαμβάνει τη χειραγώγηση των δεικτών κοιλάδων για την αποθήκευση και την επεξεργασία πληροφοριών.

Τοπολογική κατάσταση μονωτήρα:

н н н н н н з п п п .μ. Э э с з н з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з œ ееro rяrew и д е 2. и и и и д д д д д д д д д Т т з з и и и и п п п к к к е х х х х х х х х э э э э э э э э э э э э э э э э э э э э э э э

Η ώθηση των στρωματοποιημένων υλικών σε ακραίες συνθήκες μπορεί να αποκαλύψει αυτά τα συναρπαστικά φαινόμενα, προσφέροντας νέες ιδέες για τη θεμελιώδη φυσική αυτών των υλικών και ανοίγοντας το δρόμο για πιθανές τεχνολογικές εφαρμογές. Αυτές οι ακραίες συνθήκες μπορούν να επιτευχθούν με διάφορα μέσα, όπως χαμηλές θερμοκρασίες, υψηλές πιέσεις, ισχυρά μαγνητικά πεδία ή χημικές τροποποιήσεις, καθένα από τα οποία μπορεί να προκαλέσει ξεχωριστές αλλαγές στις ιδιότητες του υλικού. Με την εξερεύνηση αυτών των ακραίων καθεστώτων, οι επιστήμονες στοχεύουν να ξεκλειδώσουν νέες λειτουργίες και να χειρίζονται τις ιδιότητες υλικών με πρωτοφανή ακρίβεια, οδηγώντας σε εξελίξεις σε τομείς όπως τα ηλεκτρονικά, τα spintronics και η κβαντική πληροφορική.