Дальнейшее использование полученных результатов возможно при изготовлении электронных устройств и аппаратуры, способных выдерживать воздействие сильных магнитных полей.
В институте Манчестерского университета под руководством лауреата Нобелевской премии Андрея Гейма обнаружили новое семейство квазичастиц в графен-нитриде бора. Новообретенные частицы назвали «фермионами Брауна — Зака»; о результатах работы опубликована статья. опубликована в Nature Communications.
Открытие появилось в результате кропотливой обработки изучаемых материалов. Ученые сумели точно выровнять атомную структуру слоя графита по отделяющей прослойке бора, что существенно преобразовало характеристики графена.
Без магнитного поля электроны движутся по прямой. При приложении магнитного поля траектории становятся дугообразными. В слое графена, выровненном по нитриду бора, такое же искривление наблюдается. Однако при определенных параметрах установленного магнитного поля частицы снова двигаются по прямолинейным траекториям.
Поведение электронов сильно отличается от теорий. Ученые связывают это с образованием новых квазичастиц высокой подвижности в сильном магнитном поле. До этого коллективное поведение электронов в графене объясняли через фермионы Дирака — квазичастицы с особенными свойствами (например, отсутствием массы), проявляющимися в сильных магнитных полях. Но такой подход не описывал некоторые эксперименты.
Авторский труд выдвигает «фермионы Брауна — Зака» как тип квазичастиц, возникающих в графеновых сверхрешетках при сильном магнитном поле. Представляют собой коллективные колебания электронов в слое графена, которые вместе действуют как единая частица без массы.
Благодаря свойствам квазичастицы почти не реагируют на магнитные поля и способны двигаться по прямой траектории. Под действием очень сильных магнитов «фермионы Брауна — Зака» сохраняют путь движения даже под влиянием поля с индукцией в 16 тесл, что в 500 тысяч раз больше, чем у магнитного поля Земли!
Открытие может быть использовано при изготовлении электронных устройств и аппаратуры, устойчивых к сильным магнитным полям. Учёные полагают, что подобные квазичастицы можно наблюдать не только в графен-нитриде бора, но и в других двумерных материалах.
Ранее мы сообщали и о случайно сделанном физиками открытии, которое . стабилизироватьРеакции термоядерного синтеза и первое подтвержденное наблюдение. сверхпроводимости при комнатной температуре.