В графене впервые увидели гомеоморфизм кружки и пончика

Один из авторов исследования в лаборатории
Один из авторов исследования в лаборатории

Физики из Швейцарии, Японии и Великобритании впервые наблюдали переход Лифшица — фазовый переход в проводнике, связанный с изменением топологии поверхности Ферми в результате внешнего воздействия (поперечного электрического поля). Результаты своих исследований авторы опубликовали в статье в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Поверхность Ферми не является реальной поверхностью, а используется физиками для удобства математического описания поведения электронов в проводниках. Физически она отделяет заполненные электронные состояния от незаполненных, когда температура равна абсолютному нулю.

Для наглядного объяснения своих результатов ученые привели известный из топологии пример с гомеоморфизмом пончика и кружки. Несложно представить, как полость в кружке (куда обычно наливают жидкость) стягивается к ее ручке, в результате чего сама кружка становится похожей на бублик с дыркой. С другой стороны, обычный стакан без ручки нельзя таким образом преобразовать в пончик.

Свое название фазовый переход получил в честь его первооткрывателя — известного советского физика-теоретика Ильи Лифшица, одного из представителей школы Льва Ландау. Работы ученого в основном посвящены физике конденсированного состояния вещества. Его брат, Евгений Лифшиц, является одним из соавторов десятитомного Курса теоретической физики.

В своей работе ученые экспериментировали с двухслойным графеном. Он представляет собой два сложенных один над другим монослоев графена. Слои расположены на расстоянии менее одного нанометра друг от друга. Это приводит к тому, что электроны могут из одного слоя графена туннелировать в другой.

Туннелирование, то есть преодоление частицей потенциального барьера, когда энергии частицы для этого недостаточно, — квантовое явление. В классической физике такому объекту бы не удалось покинуть пределов потенциальной ямы.

В своей работе физики помещали двухслойный графен в поперечное электрическое поле, в результате чего наблюдали ряд фазовых переходов, меняющих свойства проводимости системы. В отличие от обычного (монослойного) графена, в двухслойном существует энергетическая щель (в которой не могут находится электроны с соответствующими значениями энергий), управляя шириной которой можно менять свойства проводника.

Ученые затрудняются ответить, какое приложение может найти открытие. Одним из возможных применений в будущем могут служить квантовые компьютеры, размышляют они. Специалисты продолжат опыты с новыми материалами: это основная задача их лаборатории.

подписатьсяОбсудить
00:06 14 августа 2016

Нечто

Что скрывается на секретной подледной базе США
Владимир Путин и Си Цзиньпин с супругойПоход на Восток
Почему главными темами для Путина станут Сирия, Донбасс и Курилы
«Будет мир, только часть народа будет убита»
Участники первой чеченской кампании о штурме Грозного, Кадырове и кошмарах
Голосование на избирательном участке в посольстве России во ФранцииСорвали голос
Провокации на Украине и другие помехи для выборов в Госдуму за рубежом
Ника борется за жизнь
Чудом выжившую девочку спасет внутривенное питание
Сергей Боярский во время сдачи норм ГТО «Не посрамлю»
Сын главного Д’Артаньяна Сергей Боярский за всеобщее ГТО, но против идиотизма
JEAN-MARIE LE PEN & MARINE LE PEN - FRONT NATIONAL PARTY'S ANNUAL CELEBRATION OF JOAN OF ARC, IN PARISЯ тебя породил, я тебя и уйму
Жан-Мари Ле Пен собирает коалицию радикальных националистов против своей дочери
Бремя радужного человека
Почему американская помощь вредит заграничным геям
The Vasilika refugee camp is a military-run refugee camp located in an old warehouse in Vasilika village (Thermi) near Souroti, Central Macedonia, Greece on 11 July 2016.Беженцы на месте
В каких условиях живут и чем занимаются сирийцы в греческом лагере
Си Цзиньпин и Владимир ПутинНа пути к союзу?
Как далеко может зайти сближение России и Китая
Город мертвых
Самое большое кладбище планеты
Военнослужащие армии КазахстанаПрофилактика хаоса
Каковы цели российского военного планирования в Центральной Азии
Шальная «Императрица»
Будни российских проституток
Отборные кадры
Как в России подыскивают присяжных для суда
Все очень плохо
Почему новая холодная война опаснее старой
Скованные беспроводной цепью
Рассказы домашних арестантов о жизни с электронным браслетом
Джоан СмоллсДжетсет в действии
Instagram-хроники летних каникул мировых знаменитостей
Ода наслаждениям
Самые популярные Instagram-фото августа
Сам себе гастарбайтер
Фотоистория граждан Бангладеш, работающих за 10 долларов на вредном производстве
Бермудский прямоугольник
Фотограф выяснил, что россиянки носят в своих сумочках
Скука, тестостерон и дешевый бензин
В чем смысл «арабского дрифта» и зачем его легализовали
Я вас не слышу
Чего не хватает новому Chevrolet Camaro: первый тест
Не отпускать и не сдаваться
Что происходило на одном из самых сумасшедших Гран-при сезона
Северный олень
Сохранил ли новый Mitsubishi Pajero Sport свою суровость и страшно ли на нем заезжать в глушь
Дно Олимпиады
Проблемы Рио похлеще допингов и переломов
«Я не позволяла себе ничего, каждая копейка уходила на кредит»
Рассказ россиянки, купившей не одну квартиру при зарплате в 40 тысяч рублей
Камерная дача
10 фактов о доме в Форосе, ставшем тюрьмой для Горбачева
До чего докатились
Как выглядят лица людей, съехавших с небоскреба
Бабушкино наследство
Вся недвижимость кандидата в президенты США Хиллари Клинтон