Projekt trójwymiarowych płaskich pasm w półmetalach z linią węzłów
Physical Review X 11, 031017 (2021)
Niedawne odkrycie niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa w skręconej względem siebie parze warstw grafenowych wynika z pojawiania się płaskiego pasma energii dla magicznego kąta skręcenia, ok. 1,1
o. W płaskich pasmach energia kinetyczna elektronów staje się zaniedbywalna, a dominują wzajemne oddziaływania elektronów, co prowadzi do dominacji efektów korelacji i pojawiania się egzotycznych faz materii, np. nadprzewodnictwa. Dotychczas badanie tych intrygujących zjawisk koncentrowało się na materiałach dwuwymiarowych, takich jak grafen, ze względu na brak realistycznych propozycji ich odpowiedników w układach trójwymiarowych.
Materiały topologiczne a granice miniaturyzacji elektronicznej
Physical Review Letters 126, 236402 (2021)
Postępująca w zawrotnym tempie miniaturyzacja nanoukładów elektronicznych wymaga nowych rozwiązań także w zakresie ultra cienkich połączeń galwanicznych, np. z wykorzystaniem 10-20 nanometrowej szerokości ścieżek metalicznych z miedzi lub złota. Są one jednak zawsze źródłem ciepła Joule'a związanego z rozpraszaniem nośników ładunku i wydzielanego podczas przepływu prądu elektrycznego, co coraz silniej ogranicza możliwości pracy nanoukładów elektronicznych. Jakościowo nowym rozwiązaniem byłoby zastosowanie nowej klasy materiałów kwantowych - izolatorów topologicznych.
Struktura ferromagnetycznych nanokryształów GayFe4-yN osadzonych w azotku galu
Scientific Reports 11, 2862 (2021)
Azotek galu (GaN) i pokrewne związki to kluczowe materiały dla najnowocześniejszej optoelektroniki. Zakres ich funkcjonalności może być dodatkowo znacznie poszerzony dzięki połączeniu GaN z jonami magnetycznymi. Przy stężeniu kationów żelaza w (Ga,Fe)N powyżej 0,4% materiał wyhodowany przez epitaksję ulega krystalograficznej separacji faz, co prowadzi do powstania bogatych w żelazo tzw. "wbudowanych nanokryształów".
Dzięki precyzyjnemu dostrojeniu parametrów wzrostu podczas procesu epitaksjalnego tworzą się planarne macierze kubicznych nanokryształów ferromagnetycznego Ga
yFe
4-yN (0<y<1) osadzonych w sieci macierzystej GaN, których właściwości magnetyczne zależą od y, czyli od stężenia Ga. W celu rozróżnienia atomów Ga w nanokryształach od tych w matrycy GaN, międzynarodowa grupa naukowców z Uniwersytetu Johannesa Keplera w Linzu (Austria), Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk, w Warszawie i Linii Pomiarowej SIRIUS synchrotronu SOLEIL, (Francja) wykorzystała połączenie anomalnej dyfrakcji rentgenowskiej i subtelnej struktury anomalnej dyfrakcji (ang. DAFS). Wyniki - opublikowane w Scientific Reports - rzucają światło na to jak korelację między parametrami wytwarzania oraz lokalnym układem strukturalnym wpływają na właściwości magnetyczne systemu materiałowego.
