Hvad er MER? Det er en måde at måle kvantematerialer på, og det fortæller os nye og interessante ting

Eksperimentelle fysikere har kombineret flere målinger af kvantematerialer til én i deres igangværende søgen efter at lære mere om at manipulere og kontrollere deres adfærd til mulige anvendelser. De opfandt endda en betegnelse for det - Magneto-elastoresistens, eller MER.

Forskere i kondenseret stofs fysik ved det amerikanske energiministeriums Ames Laboratory har en lang historie med at undersøge "underlige" materialer, ifølge Paul Canfield, Ames Lab fysiker, Distinguished professor og Robert Allen Wright professor i fysik og astronomi ved Iowa State University.

"Mærkeligt" betyder i dette tilfælde metalliske og semi-metalliske forbindelser, der har magnetiske, superledende, eller andre egenskaber, der kan være nyttige i tekniske applikationer såsom kvanteberegning. For at tvinge disse forbindelser til at afsløre deres hemmeligheder, imidlertid, eksperimentalister skal stikke, prod, og mål materialerne for at se, hvordan og hvor meget de reagerer.

Canfield og hans medforskere studerede systematisk WTe ₂ , et halvmetal, ved at udsætte den for elektrisk strøm, magnetfelt, og belastning fra at skubbe og trække. Målingerne af modstand under en kombination af eksternt magnetfelt og belastning - var noget, der ikke var blevet undersøgt i nogen systematisk sag før.

De fandt ud af, at materialet reagerede med store ændringer i elastosistens, og at det var yderligere styrbart med magnetfelt, især ved lave temperaturer.

Ved at parre eksperimentelle resultater med tæthedsfunktionel teori og modellering, "vi var i stand til at demonstrere, at MER er bundet til omfordelingen af ​​bærere fra forskellige bånd (dvs. tungt hulbånd, lyshul og elektronbånd)" sagde Na Hyun Jo, en postdoktoral forskningsassistent ved Ames Laboratory. "Dette betyder, at konstruktion af WTe2 og lignende er muligt for fremtidige applikationer."

Videnskabsmanden Sergey Bud'ko var tilfreds med resultatet af eksperimentet, viser en stor effekt i MER, beviser over for det større videnskabelige samfund, at det er en værdig måde at lede efter lignende effekter i lignende materialer og lære, hvordan eller hvornår de vil opstå. "Mens vi har undersøgt en række af disse materialer med stor magnetoresistens gennem årtier, vi er kun lige begyndt at få en fornemmelse af, hvorfor nogle materialer demonstrerer det og ikke andre; her åbner vi døren til en klarere teoretisk forklaring af deres egenskaber."

Forskningen diskuteres yderligere i papiret, "Magneto-elastoreresistens i WTe2:udforskning af elektronisk struktur og ekstremt stor magnetoresistens under belastning, "forfattet af Na Hyun Jo, Lin-Lin Wang, Peter P. Orth, Sergey L. Bud'ko og Paul C. Canfield; og offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .