通过扭转层，讨论东说念主员发现了一种私有的电子晶体，在这种晶体中，电子凝固在原位，但电流却能沿着边际毫无阻力地流动。这种活动是由拓扑结构决定的，很像莫比乌斯带的单边名义。 这一发现可能对量子探求产生要紧影响。
揭示石墨烯中的新量子态
来自英属哥伦比亚大学、华盛顿大学和 约翰-霍普金斯大学的讨论东说念主员在终点盘算推算的石墨烯中发现了一类新的量子态。 他们的讨论发表在《当然》杂志上，揭示了一种名为污蔑双层-三层石墨烯的私有材料中存在拓扑电子晶体。 这种系统是通过堆叠具有精准旋转污蔑的超薄石墨烯层而产生的，从压根上改革了它们的电子活动。
\"这项责任的泉源是两片石墨烯，它们由胪列成蜂巢结构的碳原子构成。 电子在碳原子之间教学的款式决定了石墨烯的电学性格，石墨烯的电学性格最终在名义上与铜等更常见的导体相似，\"UBC物理与天体裁系和布劳森量子物资讨论所（UBC Blusson QMI）成员约书亚-福克（Joshua Folk）教练说。
约书亚-福克（Joshua Folk）教练，不列颠哥伦比亚大学物理和天体裁系及布劳森量子物资讨论所成员。 贵寓开始：不列颠哥伦比亚大学
摩尔纹和电子融会的转机
\"下一步是将两片碳原子堆叠在一齐，在它们之间加入微弱的污蔑。 \"Folks 说：\"这会产生一种被称为摩尔纹的几何关涉效应：在叠层的某些区域，两片薄片上的碳原子径直相叠，而在其他区域，碳原子则相互偏移。\"
\"当电子跳过污蔑堆栈中的摩尔纹时，电子性格就会统共改革。 举例，电子的速率会大大降速，或然它们的融会会产生污蔑，就像浴缸排水口的水在排出时产生的旋涡雷同。\"
这项讨论讲明中的破损性发现是由不列颠哥伦比亚大学的本科生苏睿恒在讨论华盛顿大学马修-扬科维茨教练践诺室的博士后讨论员达肯-沃特斯博士制备的污蔑石墨烯样品时不雅察到的。 在福克的践诺室进行践诺时，芮恒发现了该安设的一种私有构造，石墨烯中的电子凝固成一个竣工的有序阵列，玩AG百家乐有没有什么技巧锁定在原位，但又像芭蕾舞者优雅地饰演静止回旋雷同皆心旋转。 这种同步旋转产生了一种超卓的景色：电流绝不贫乏地沿着样品的边际流动，而里面则由于电子被固定而保捏绝缘。
轻歌曼舞却又静止不动的电子
值得防备的是，沿边际流动的电流大小是由当然界的两个基本常数--普朗克常数和电子电荷--的比值精准决定的。 这一数值的精准性由电子晶体的一种被称为\"拓扑学\"的性格所保证。\"拓扑学\"描画了物体在已毕变形后保捏不变的性格。
扬科维茨说：\"就像一个甜甜圈不切开就无法告成变形为椒盐卷饼雷同，二维电子晶体范畴周围的电子轮回通说念也不会受到周围环境中无序现象的遏止。这导致拓扑电子晶体出现了往日传统维格纳晶体所莫得的首尾乖互的活动--尽管晶体是在电子冻结成有序阵列后造成的，但它仍能沿着范畴导电。\"
莫比乌斯带的关连
莫比乌斯带是拓扑学的一个日常例子--一个简便却令东说念主迷糊的物体。 联想一下，拿一张纸条，把它绕成一个圈，然后用胶带把两头粘在一齐。 咫尺，再拿一条纸条，在贯穿两头之前，先将其扭转一下。 效果等于一个莫比乌斯带，一个唯有一面和一条边的名义。 令东说念主齰舌的是，不管你奈何摆弄它，都无法在不把它扯破的情况下把它再行拧成一个平时的环。
晶体中电子的旋转访佛于莫比乌斯带的扭转，从而产生了拓扑电子晶体的显耀特色，这在往日不雅察到的少量数电子晶体中是从未见过的：在晶体边际，电子毫无阻力地流动，就像被锁定在晶体里面雷同。
拓扑电子晶体不单是是一种表面上的奇想妙想，它还可能在鼓励量子信息时间的发展中证实要道作用。 科学家们正在探索奈何将这种私有的电子态与超导性聚拢起来，这一步可能有助于为下一代拓扑量子探求机创建量子比特。
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.1038/s41586-024-08239-6