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Nanotechnology Now – 보도 자료: 양자 물질: 최초로 측정된 전자 스핀

타임 스탬프: 25년 2023월 XNUMX일 10 : 20 PM
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전자가 이동하는 표면의 세 가지 관점. 왼쪽은 실험 결과, 중앙은 이론적 모델링입니다. 빨간색과 파란색은 전자의 속도를 나타냅니다. 이론과 실험 모두 크리스탈의 대칭성을 반영하며, 일본 전통 "카고메" 바구니의 질감과 매우 유사합니다. CREDIT University of Bologna

전자가 이동하는 표면의 세 가지 관점. 왼쪽은 실험 결과, 중앙은 이론적 모델링입니다. 빨간색과 파란색은 전자의 속도를 나타냅니다. 이론과 실험 모두 크리스탈의 대칭성을 반영하며 일본 전통 "카고메" 바구니의 질감과 매우 유사합니다. CREDIT
볼로냐 대학

요약 :
국제 연구팀이 새로운 종류의 양자 재료인 '카고메 재료' 내에서 물질의 전자 스핀, 즉 전자가 살고 움직이는 공간의 곡률 측정에 처음으로 성공했다.

양자 물질: 최초로 측정된 전자 스핀

볼로냐, 이탈리아 | 게시일: 9년 2023월 XNUMX일

네이처 피직스(Nature Physics)에 발표된 결과는 미래 양자 물질 연구 방식에 혁명을 일으켜 양자 기술의 새로운 발전의 문을 열 수 있으며, 재생 에너지에서 생물 의학, 전자 공학, 양자 컴퓨터.

성공은 물리학 및 천문학과 “Augusto Righi”의 Domenico Di Sante 교수가 Marie Curie BITMAP 연구 프로젝트의 일환으로 볼로냐 대학에 참여한 과학자들의 국제 협력으로 이루어졌습니다. 그는 CNR-IOM Trieste, 베니스의 Ca' Foscari 대학, 밀라노 대학, Würzburg 대학(독일), University of St. Andrews(영국), Boston College 및 University of Santa Barbara(미국)의 동료들과 합류했습니다.

입자 가속기인 싱크로트론에서 발생하는 빛을 이용한 첨단 실험 기법과 물질의 거동을 모델링하는 현대적 기법 덕분에 학자들은 토폴로지 개념과 관련된 전자 스핀을 처음으로 측정할 수 있었습니다.

Domenico Di Sante는 "축구공과 도넛과 같은 두 물체를 취하면, 도넛에는 구멍이 있는 반면 축구공에는 구멍이 없기 때문에 특정 모양이 서로 다른 토폴로지 속성을 결정한다는 것을 알 수 있습니다."라고 Domenico Di Sante는 설명합니다. "마찬가지로, 물질 내 전자의 거동은 우주에서 빛의 궤적이 별, 블랙홀, 암흑의 존재에 의해 수정되는 방식과 마찬가지로 전자가 발견되는 물질에서 전자의 회전을 결정하는 특정 양자 속성에 의해 영향을 받습니다. 시간과 공간을 구부리는 물질과 암흑 에너지.”

전자의 이러한 특성은 수년 동안 알려져 있었지만 지금까지 아무도 이 "위상학적 스핀"을 직접 측정할 수 없었습니다. 이를 달성하기 위해 연구원들은 "원편광 이색성(circular dichroism)"으로 알려진 특정 효과를 이용했습니다. 이 기술은 편광에 따라 빛을 다르게 흡수하는 재료의 능력을 이용하는 싱크로트론 소스에서만 사용할 수 있는 특수 실험 기술입니다.

학자들은 특히 일본 전통 바구니(실제로 "카고메"라고 함)를 구성하는 짜여진 대나무 실의 직조와 유사하여 이름이 붙은 양자 물질 클래스인 "카고메 물질"에 중점을 두었습니다. 이러한 물질은 양자 물리학에 혁명을 일으키고 있으며 얻은 결과는 특수한 자기, 위상 및 초전도 특성에 대해 더 많이 알 수 있도록 도와줍니다.

"이러한 중요한 결과는 실험 실습과 이론적 분석 간의 강력한 시너지 효과 덕분에 가능했습니다."라고 Di Sante는 덧붙입니다. “팀의 이론 연구원들은 강력한 슈퍼컴퓨터를 사용해야만 가능한 정교한 양자 시뮬레이션을 사용했으며, 이러한 방식으로 실험 동료들을 원편광 이색성 효과를 측정할 수 있는 물질의 특정 영역으로 안내했습니다.

이 연구는 "Flat band separation and robust spin Berry curvature in bilayer kagome metals"라는 제목으로 Nature Physics에 게재되었습니다. 이 연구의 제XNUMX저자는 볼로냐 대학의 물리학 및 천문학과 "Augusto Righi" 부서의 연구원인 Domenico Di Sante입니다. 그는 Trieste의 CNR-IOM, 베니스의 Ca' Foscari 대학, 밀라노 대학, Würzburg 대학(독일), University of St. Andrews(영국), Boston College, 미국 산타바바라.

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