В трителлуриде эрбия обнаружен редкий квантовый фазовый переход: исследование физиков MIT

Что показало изучение трителлурида эрбия

Как сообщает НВ — Техно: 20 августа 2023 года исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили в журнале Nature Physics результаты работы, посвящённой редкоземельному соединению - трителлуриду эрбия. В этом материале одновременно могут существовать две разные формы электронного упорядочения, что указывает на сложную квантовую динамику.

Как проводился эксперимент

В ходе эксперимента образцы охлаждали примерно до -230 °C. Уже при -8 °C электроны образовывали волну плотности заряда, а при дальнейшем охлаждении до -113 °C возникала вторая волна, ориентированная перпендикулярно первой; вместе они создавали атомный узор, похожий на шахматную доску. Синхронизированные лазерные импульсы использовались для разрушения установленного порядка.

После разрушения основная волна плотности заряда возвращалась плавно по всему объёму материала, тогда как вторая, подчинённая фаза появлялась в отдельных областях - как ледяные кристаллы в воде. По мнению исследователей, это редкий пример квантового фазового перехода первого рода. Автор иллюстрации - Синьюэ Лу. DOI: 10.1038/s41567-026-03382-5.

Работа открывает возможности для более глубокого понимания электронных фазовых переходов, важных для будущих квантовых устройств и электроники. Трителлуриды редкоземельных элементов давно привлекают внимание как модельные системы для изучения коллективного поведения электронов. Знание таких механизмов может помочь в создании новых эффективных материалов для информационных технологий и энергетики.

Понимание квантовых фазовых переходов, таких как наблюдаемый в трителлуриде эрбия, открывает новые горизонты в исследовании коллективного поведения электронов. Не менее важным является и другое недавнее открытие, в котором сверхбыстрое движение электронов было зафиксировано на камеру, что демонстрирует удивительную динамику и сложность химических реакций на квантовом уровне.