Физики изучили сосуществующие фазы электронов в квантовом материале
Исследователи из Массачусетского технологического института провели анализ, как в одном квантовом материале могут одновременно проявляться две различные фазы поведения электронов. Данная работа сосредоточена на редкоземельном соединении трителлуриде эрбия, а результаты опубликованы в журнале Nature Physics. Об этом сообщает сайт Science XXI.
При определенных температурах электроны в этом материале формируют волнообразные структуры, известные как волны зарядовой плотности. Первая волна появляется при охлаждении до минус восьми градусов Цельсия, а вторая, направленная перпендикулярно первой, возникает при минус ста тринадцати градусах. Вместе они создают структуру, напоминающую шахматную доску, как сообщают ученые MIT.
Для эксперимента образцы трителлурида эрбия были охлаждены до примерно минус двухсот тридцати градусов Цельсия, после чего на них воздействовали двумя лазерными импульсами. Первый импульс разрушал или ослаблял электронную структуру, а второй позволял измерить состояние выбитых из материала электронов. Это дало возможность проследить, как обе фазы восстанавливаются после внешнего воздействия.
Основная волна зарядовой плотности возвращалась постепенно и равномерно, независимо от силы лазерного импульса. Этот процесс соответствует переходу второго рода, который считается классическим вариантом изменения электронной фазы, аналогичным постепенной потере магнитом своих свойств при нагреве.
Вторая волна, менее выраженная, восстанавливалась иначе: сначала она формировалась в отдельных участках, а затем расширялась по материалу. Исследователи сравнили этот процесс с кристаллизацией воды в лед. По мнению авторов, полученные наблюдения помогут лучше понять взаимодействие нескольких электронных фаз в более сложных квантовых материалах, включая материалы со сверхпроводимостью и магнитными свойствами.
