Физики изучили сосуществующие фазы электронов в материале
Исследователи из Массачусетского технологического института выяснили, как в одном квантовом материале могут одновременно проявляться две различные фазы поведения электронов. Данная работа посвящена редкоземельному соединению трителлуриду эрбия, результаты которой опубликованы в журнале Nature Physics. Об этом пишет портал Science XXI.
При определенных температурах электроны в этом материале формируют волнообразные структуры, известные как волны зарядовой плотности. Первая волна появляется при охлаждении до -8 °C, а вторая, направленная перпендикулярно первой, возникает при -113 °C. В результате обе волны создают структуру, напоминающую шахматную доску, как сообщили в MIT.
Ученые охладили образцы трителлурида эрбия до примерно -230 °C и воздействовали на них двумя лазерными импульсами. Первый импульс разрушал или ослаблял электронную структуру, а второй позволял измерить состояние выбитых из материала электронов, что 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 примером изменения электронной фазы, аналогичным постепенной потере магнитом своих свойств при нагреве.
Вторая, менее выраженная волна восстанавливалась иначе: она сначала появлялась в отдельных участках, а затем расширялась по всему материалу. Исследователи сравнили этот процесс с кристаллизацией воды в лед. По мнению авторов, такие наблюдения помогут глубже понять взаимодействие нескольких электронных фаз в более сложных квантовых материалах, включая те, что обладают сверхпроводимостью и магнитными свойствами.
