Фізики MIT зафіксували рідкісний квантовий фазовий перехід у трителуриді ербію

Дослідження електронних фаз у трителуриді ербію

Як повідомляє НВ — Техно: 20 серпня 2023 року фізики з Массачусетського технологічного інституту (MIT) опублікували дослідження, присвячене одночасному співіснуванню двох електронних фаз у рідкісноземельному трителуриді ербію. Результати роботи були опубліковані в журналі Nature Physics. Дослідження виявило, що в обраному матеріалі можуть одночасно виникати і співіснувати дві форми організації електронів, що вказує на складні процеси на квантовому рівні.

Експериментальні результати

Експеримент показав, що при охолодженні зразків до -8 °C електрони формують хвилю густини заряду. Подальше охолодження до -113 °C призводить до утворення другої хвильової структури, перпендикулярної до першої, що створює електронну шахівницю на атомному рівні. Для проведення експерименту зразки охолоджували до приблизно -230 °C. Електронний порядок у матеріалі руйнували за допомогою двох синхронізованих лазерних імпульсів.

Після руйнування домінантна хвиля густини заряду відновлювалася плавно по всьому об'єму матеріалу, тоді як друга субдомінантна фаза формувалася в ізольованих ділянках, нагадуючи ріст кристалів льоду у воді. Це спостереження вказує на рідкісний квантовий фазовий перехід першого роду. Автором ілюстрації до дослідження є Сіньюе Лу. DOI дослідження: 10.1038/s41567-026-03382-5.

Дослідження, проведене в MIT, відкриває нові перспективи для вивчення електронних фазових переходів у матеріалах, що можуть мати важливе значення для розвитку квантових технологій і нових електронних пристроїв. Розуміння складних електронних взаємодій може стати ключем до створення більш ефективних матеріалів у майбутньому, що потенційно вплине на різні галузі, включаючи інформаційні технології та енергетику.

Дослідження фізиків MIT відкриває нові горизонти у вивченні електронних фазових переходів, що може бути порівняно з нещодавніми досягненнями в спостереженні за рухом електронів під час хімічних реакцій. Це підтверджує важливість глибшого розуміння електронних процесів, які можуть вплинути на розвиток нових технологій. Для детальнішої інформації про це унікальне відкриття, зверніть увагу на фільмування надшвидкого руху електронів.