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Variação na estrutura atômica e natureza isolante. Crédito: Wang Yihao
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Cao Liang dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com colaboradores, introduziu um grau adicional de liberdade de tradução em cristais de dichalcogeneto de metal de transição em camadas, permitindo o ajuste fino de suas propriedades físicas. .
Os resultados foram publicados em Comunicações da Natureza.
Os isoladores Mott em camadas nos ajudam a entender como diferentes estados, como isoladores Mott, ondas de densidade de carga e supercondutores, estão conectados. Ao alterar a forma como estas camadas se acumulam e se comportam sob pressão e temperatura, os cientistas podem explorar estas relações.
Um material, 1T-TaS2, é particularmente interessante porque muda de maneira complexa à medida que esfria, exibindo um comportamento isolante incomum em baixas temperaturas e altas densidades eletrônicas. No entanto, mesmo depois de muita pesquisa, ainda não está claro se este estado isolante é um isolador Mott ou um isolador de banda.
Neste estudo, os pesquisadores introduziram uma nova abordagem para manipular a força de acoplamento entre camadas em cristais em camadas, introduzindo deliberadamente o desalinhamento fracionário de camadas adjacentes. Este empilhamento e acoplamento controlado entre camadas revelou a natureza isolante dualística do 1T-TaS2 cristais, mostrando uma mudança entre estados de isolamento de banda 3D e estados de isolamento de Mott 2D.
Esta descoberta tem implicações importantes para a compreensão da origem dos estados ocultos sob condições de não equilíbrio e das anomalias no 1T-TaS2como a ausência de ordem magnética de longo alcance e o aparecimento inesperado de estados supercondutores.
Pela primeira vez, eles demonstraram como a translação fracionária da rede entre camadas adjacentes em cristais em camadas pode modificar profundamente as estruturas eletrônicas. Esta descoberta introduz um grau de liberdade translacional adicional que permite o ajuste fino das propriedades dos cristais a granel.
Ao contrário dos métodos tradicionais, como dopagem química, intercalação e pressão, esta abordagem é extremamente simples e limpa, evitando a introdução de impurezas, preservando ao mesmo tempo a resistência mecânica e a estabilidade dos cristais.
“A extensão da configuração em escada que definimos para outros cristais em camadas com propriedades estruturais semelhantes de rigidez intracamada e escorregadio entre camadas apresenta oportunidades interessantes para estudar estados correlacionados confinados a sistemas 2D, semelhantes à redução da dimensionalidade em materiais 3D em camadas, ” disse o Prof. Cao Liang.
Mais Informações:
Yihao Wang et al, Estados isolantes dualísticos em 1T-TaS2 cristais, Comunicações da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47728-0
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências
Citação: Pesquisadores apresentam novo método para ajustar propriedades de cristais de dichalcogeneto de metal de transição em camadas (2024, 17 de junho) recuperado em 17 de junho de 2024 em https://phys.org/news/2024-06-method-fine-tune-properties-layered .html
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