Эксперты Манчестерского университета под руководством лауреата нобелевской премии Андрея Гейма открыли новое семейство квазичастиц в графен-нитриде бора. Им дали название «фермионами Брауна — Зака». Об этом сообщает источник Nature Communications.
Открытие произошло за счет кропотливого труда над исследуемым материалом. Специалисты сумели точно выровнять атомную решетку графенового слоя по изолирующему слою нитрида бора, что резко изменило свойства графена.
Такое поведение электронов сильно разнится с теоретическими предсказаниями. Эксперты связывают это с образованием в сильном магнитном поле новых квазичастиц с высокой подвижностью. До этого момента коллективное поведение электронов в графене рассматривалось в терминах фермионов Дирака — квазичастиц, которые обладают редкими свойствами, воспроизводимыми в сильных магнитных полях. Но данный подход не давал возможности описать некоторые экспериментальные эффекты.
Ученые предлагают «фермионы Брауна — Зака» как семейство квазичастиц, которые существуют в графеновых сверхрешетках в сильном магнитном поле. Их возможно представить как коллективные колебания электронов в слое графена, которые вместе ведут себя подобно гигантской частице с нулевой массой.
За счет своих свойств квазичастцы практически не реагируют на магнитные поля и могут перемещаться по прямой траектории и под воздействием сильных магнитов. «Фермионы Брауна — Зака» сохраняли путь движения даже под влиянием поля с индукцией в 16 тесл, что в 500 тыс. раз больше, чем у магнитного поля Земли!
Результаты данного открытия в будущем можно использовать при создании электронных устройств и аппаратуры, которые будут устойчивы к сильным магнитным полям. Ученые считают, что такие квазичастицы можно наблюдать не только в графен-нитриде бора, но и в остальных двумерных материалах.
