Les matériaux Twisted Van der Waals comme nouvelle plateforme pour réaliser de la matière exotique


Les matériaux Twisted Van der Waals comme nouvelle plateforme pour réaliser de la matière exotique

matériaux Twisted van der Waals offrent un énorme potentiel la recherche fondamentale, la science des matériaux et les technologies quantiques. Crédit photo: Jörg Harms / MPSD

Des chercheurs du MPSD, de la RWTH Aachen University et du Flatiron Institute, de l’Université de Columbia (tous deux aux États-Unis) et d’une partie du Max Planck New York Center for Non-Equilibrium Quantum Phenomena ont fourni une nouvelle perspective sur le potentiel des fourgons de livraison tordus dans le Waals -Matériaux pour la réalisation d’états nouveaux et insaisissables de la matière et pour la fourniture d’une plate-forme unique de simulation quantique basée sur les matériaux.

L’équipe a créé une feuille de route passionnante dans le domaine dynamique des matériaux tordus de Van der Waals, passant en revue les progrès rapides réalisés récemment et ajoutant leur vision unique d’avenues intéressantes pour les recherches futures.

Dans son travail, maintenant publié dans Physique naturelleL’équipe montre que l’avenir des matériaux tordus de Van der Waals est prometteur – à la fois en termes de recherche fondamentale et de ses applications possibles dans la science des matériaux et les technologies de l’information quantique. Les matériaux torsadés de Van der Waals sont constitués de couches empilées de systèmes bidimensionnels à un angle de rotation relatif. Il est démontré qu’ils offrent une boîte à outils polyvalente pour de nombreux systèmes de modèles quantiques convoités qui ont des phases exotiques et – jusqu’à présent – insaisissables de la matière qui sont potentiellement pertinentes pour la science des matériaux et les technologies quantiques. Par conséquent, ces matériaux tordus de Van der Waals définissent un simulateur quantique basé sur des matériaux.

Ceci est particulièrement intéressant car les matériaux torsadés de Van der Waals offrent des opportunités attrayantes pour fournir des systèmes propres qui sont extrêmement bien contrôlés par l’angle de torsion, l’ordre d’empilement, le substrat ou les techniques de déclenchement.

Cependant, cet article montre que le potentiel des matériaux de van der Waals tordus se multiplie même lorsqu’ils sont fusionnés avec d’autres domaines de recherche florissants sur la matière condensée et la technologie quantique. Le potentiel d’expansion est grand. Une physique encore plus complète peut être découverte, par exemple, en étudiant l’interaction d’états de non-équilibre ou de cavités avec les matériaux de Van der Waals déjà prometteurs.

«L’une des forces de ces nouveaux matériaux est qu’ils offrent un niveau de réglage sans précédent», déclare l’auteur principal Dante Kennes. «Cela nous permet de mettre en œuvre efficacement plusieurs des différents modèles quantiques en réseau qui ont fait l’objet de recherches sur la matière condensée au cours des dernières décennies.

Des phases exotiques de la matière telles que la phase insaisissable spin-liquide ou des systèmes aux propriétés topologiques favorables aux technologies quantiques pourraient être à l’horizon. «Nous sommes vraiment au début d’un voyage fascinant pour explorer la multitude de combinaisons chimiques et physiques dans ce domaine», rapporte le co-auteur Lede Xian à propos de ses travaux les plus récents. «De nombreuses autres découvertes passionnantes, dont certaines seront décrites dans notre article, suivront», ajoute le co-auteur Martin Claassen.

Les matériaux tournés de Van der Waals présentent un défi expérimental merveilleux et impressionnant en raison de leur complexité. Ils ouvrent également de nouvelles façons de manipuler et de contrôler les matériaux quantiques, explique Ángel Rubio, directeur du département de théorie du MPSD: «Avec ces matériaux, nous pouvons démêler de nouvelles phases de la matière et promettre un large éventail d’applications passionnantes dans la technologie quantique. Nous venons de toucher la surface de ces possibilités dans cet article sur la perspective et nous pouvons nous attendre à bien d’autres surprises dans ce passionnant voyage de recherche.  »

Comme le montre ce travail, la relation entre les questions avec réponses et les questions intéressantes à aborder à l’avenir en fait un domaine de recherche particulièrement prometteur et vivant, ajoute Ángel Rubio: «Cette richesse de nouveaux phénomènes passionnants peut être encore augmentée si l’on réfléchit à déséquilibrer ces systèmes ou les encastrer dans des cavités optiques. De nombreux phénomènes intéressants attendent d’être démêlés devant nous!  »


Le graphique bicouche torsadé spécialement orienté abrite les états électroniques topologiques


Plus d’information:
Dante M. Kennes et coll. Hétérostructures moirées comme simulateurs quantiques pour la matière condensée, Physique naturelle (2021). DOI: 10.1038 / s41567-020-01154-3

Fourni par la société Max Planck

Citation: Twisted van der Waals Materials comme nouvelle pour la réalisation de matière (2021, 2 février), consulté le 2 février 2021 sur https://phys.org/news/2021-02-van-der-waals- matériaux -platform.html

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