科学家发现新的拓扑相，纳米技术将快速发展

发布时间：2023-04-06 13:11:53 所属栏目：外闻来源：

导读：剑桥大学的研究人员在二维系统中发现了一个新的拓扑，可以作为探索毫米级器件拓扑物理的新平台。

石墨烯等二维材料已成为物理学和材料科学中广泛现象的实验发现和理论理解的平台。除了石墨烯之外，还有大量的二维

剑桥大学的研究人员在二维系统中发现了一个新的拓扑，可以作为探索毫米级器件拓扑物理的新平台。

石墨烯等二维材料已成为物理学和材料科学中广泛现象的实验发现和理论理解的平台。除了石墨烯之外，还有大量的二维材料，它们都具有不同的物理特性。这非常具有吸引力,在纳米技术上使用不同的二维材料或利用不同的堆叠组合来实现器件中广泛的功能。

最近发现，在诸如六方氮化硼 (hBN) 等对称性不如石墨烯的材料中，当一层在另一层上滑动并破坏对称性时会发生铁电性。铁电性是材料的电偶极矩随电场的转换，这是信息处理和记忆存储的有用特性。当二维材料相互扭曲时，它们会形成一种美丽的干涉图案，称为莫尔超晶格，可以从根本上改变物理特性。当hBN和类似材料被扭曲时,不同的叠合区便会极化,以形成具有规律的极域,也已证明这种极域能形成铁电效应。

在Nature Communications报道的这项新研究中，来自剑桥卡文迪什实验室和比利时列日大学的研究人员发现，还有更多领域是每个人都在研究的：它们本质上是拓扑结构的，形成了被称为merons和 antimrons的物体。

研究人员表示，扭曲系统中的极化指向平面外的方向，也就是说垂直于层。

“我们发现，由滑动或扭曲引起的对称性破坏也会导致面内极化，其强度与面外极化相似。面内偏振形成一个美丽的矢量场，其形状完全由层的对称性决定。”

面内极化的发现表明二维扭曲系统的电学特性比以前认为的要复杂得多。更重要的是，结合偏振的空间内和平面外部分，该团体意识到这些扭曲两层中的偏振在拓扑上是最平凡的。

材料将采用的相，通常是能量最低的相。然而，拓扑相和拓扑性质不是由能量决定的，而是由系统的各种对称性决定的。一个系统的物理特性，例如它的电场或磁场，可以形成复杂的结构，这些结构由于对称性而被迫缠绕或打结。

“解开这些结构的能量成本非常高，因此这些结构最终非常坚固，”斯莱格说。“能够创建、销毁和控制这些拓扑对象非常有吸引力，例如在拓扑量子计算领域。”

Slager说，解开这些结构的能量成本非常高，所以这些结构最终相当坚固。例如,在拓扑量子计算领域,能够创建、摧毁和控制这些拓扑对象是极其具有吸引力的。

为了做到这一点，研究人员未来的目标是更好地理解拓扑极化，并为他们发现的极性merons/antimons可以被控制的设备开发概念验证，或者导致令人兴奋的新物理现象。

（编辑：汽车网）

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