.Beyond Theory: Dual Topological Insulating States Found in Monolayer Material
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.Beyond Theory: Dual Topological Insulating States Found in Monolayer Material
이론을 넘어서: 단층 재료에서 발견된 이중 토폴로지 절연 상태
주제:보스턴 칼리지재료과학양자 물리학토폴로지 절연체 보스턴 칼리지 2024년 4월 10일 듀얼 양자 스핀 홀 절연체 Boston College의 물리학자인 Qiong Ma가 이끄는 단일 원자 두꺼운 결정을 연구하는 국제 팀은 TaIrTe4의 절연과 전도라는 두 가지 별개의 토폴로지 상태 사이의 전이를 발견했습니다. 재료 내부에서는 전기 전도도가 0인 반면 경계는 전도성을 유지합니다.
팀의 조사에 따르면 두 토폴로지 상태는 서로 다른 출처에서 비롯된 것으로 나타났습니다. 새로운 특성은 이국적인 양자 위상과 전자기학을 탐구하기 위한 유망한 플랫폼 역할을 할 수 있습니다. 크레딧: 보스톤 칼리지
Qiong Ma Boston College의 과학자들은 이국적인 양자 위상과 전자기학을 연구하기 위한 유망한 기반을 제공하는 이중 양자 스핀 홀 절연체로 알려진 물질을 확인했습니다. 보스턴 대학의 물리학자들이 이끄는 국제 과학자 팀은 고유 단층 결정에서 이중 위상 위상을 발견했다고 보고했습니다. 이 발견은 양자 물질의 새롭고 독특한 규칙 굽힘 특성을 드러냅니다. 이 발견은 최근 Nature 저널에 게재되었습니다 .
이중 토폴로지 절연체의 발견은 전자 상호 작용을 통해 토폴로지 플랫 미니밴드를 생성하는 새로운 방법을 도입하며, 이는 이국적인 양자 위상과 전자기학을 탐구하기 위한 유망한 플랫폼을 제공한다고 팀은 보고했습니다. 보고서의 주 저자이자 보스톤 대학 물리학 조교수인 Qiong Ma는 “우리는 고품질의 원자적으로 얇은 TaIrTe4 샘플을 실험적으로 생산했으며 이에 상응하는 전자 장치를 개발했습니다.”라고 말했습니다.
"특히 흥미로운 점은 이론의 예측을 넘어서는 하나가 아니라 두 개의 위상학적 절연 상태를 발견했다는 것입니다." 이번 발견은 팀이 이중 토폴로지 절연체 또는 이중 양자 스핀 홀 절연체라고 부르는 새로운 효과를 도입한다고 Ma는 말했습니다. 방법론 및 고유한 결과 탄탈륨, 이리듐 및 텔루르로 생성된 TaIrTe4라고 불리는 결정질 물질의 매우 얇은 2차원 층은 BC, MIT , 하버드 대학교, UCLA , 텍사스 A&M, 테네시 대학교, 싱가포르의 과학자 팀의 초점이었습니다. 난양기술대학, 중국과학원, 일본국립재료과학연구소. 각 층의 두께는 1나노미터 미만입니다. 이는 사람 머리카락보다 100,000배 이상 더 얇습니다.
이러한 층 또는 "플레이크"는 재료 과학에서 널리 사용되는 노벨상 수상 기술인 투명한 접착 테이프를 사용하는 간단한 방법을 사용하여 더 큰 결정에서 조심스럽게 벗겨졌습니다. Ma는 “우리의 조사는 이러한 물질이 어떻게 전기를 전도하는지 이해하는 것을 목표로 했습니다.”라고 말했습니다. "이러한 재료의 작은 크기를 고려하여 우리는 나노 크기의 전기 접점을 구축하기 위해 포토리소그래피 및 전자빔 리소그래피를 포함한 고급 나노 제조 기술을 사용했습니다."
Ma는 이 프로젝트의 주요 목적은 가장 얇은 TaIrTe4 층이 내부가 절연되고 경계를 따라 전기가 흐르는 새로운 물질인 양자 스핀 홀 절연체라고도 알려진 2차원 토폴로지 절연체 역할을 한다는 이론적 예측을 테스트하는 것이라고 말했습니다. 에너지 손실 없이. 이러한 독특한 조합으로 인해 이러한 재료는 미래 세대의 에너지 효율적인 전자 장치를 개발하려는 연구자들의 초점이 되었습니다.
게이트 전압이라고 불리는 특정 매개변수의 조작을 통해 팀은 두 개의 서로 다른 토폴로지 상태 사이의 TaIrTe4의 전이를 발견했다고 Ma는 말했습니다. 두 경우 모두 재료 내부에서는 전기 전도도가 0인 반면 경계는 전도성을 유지합니다.
체계적인 실험 및 이론적 조사를 통해 우리는 이 두 토폴로지 상태가 서로 다른 기원에서 비롯된다는 것을 확인했습니다. 이론적 시사점 및 향후 방향 이론적 예측을 뛰어넘는 이번 발견은 과학자들을 놀라게 했다. Ma는 "일반적으로 물질에 전자를 추가하면 더 많은 전하 또는 전기 캐리어로 인해 전도도가 증가합니다"라고 말했습니다. “처음에는 우리 시스템이 예상대로 작동했고 전자를 추가하면서 전도성이 더욱 높아졌습니다.
그러나 특정 지점을 넘어 더 많은 전자를 추가하면 예기치 않게 내부 절연이 다시 바뀌고 경계에서만 전기 전도가 이루어지며 에너지 손실이 발생하지 않습니다. 이는 내부에 전자가 없는 시작점과 마찬가지로 정확히 다시 토폴로지 절연 단계입니다. 두 번째 토폴로지 절연 단계로의 전환은 전혀 예상치 못한 일입니다.” Ma는 이번 발견에 대한 향후 연구에는 예상치 못한 행동을 더 잘 이해하기 위해 나노 규모의 이미징 프로브와 같은 다른 전문 기술에 숙련된 그룹과의 협력이 포함되어 있다고 말했습니다. “우리는 또한 이미 인상적인 무소산 위상 전도를 개선하기 위해 재료의 품질을 개선하는 데 중점을 둘 것입니다.”라고 Ma는 말했습니다. "게다가 우리는 훨씬 더 흥미로운 물리적 행동을 밝혀내기 위해 이 새로운 물질을 기반으로 이종 구조를 구축할 계획입니다."
참고 자료: Jian Tang, Thomas Siyuan Ding, Hongyu Chen, Anyuan Gao, Tiema Qian, Zumeng Huang, Zhe Sun, Xin Han, Alex Strasser, Jiangxu Li, Michael Geiwitz의 "TaIrTe4의 밀도 조정 상관 관계에 의한 이중 양자 스핀 홀 절연체" , Mohamed Shehabeldin, Vsevolod Belosevich, Zihan Wang, Yiping Wang, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, David C. Bell, Ziqiang Wang, Liang Fu, Yang Zhang, Xiaofeng Qian, Kenneth S. Burch, Youguo Shi, Ni Ni, Guoqing Chang, Su-Yang Xu 및 Qiong Ma, 2024년 3월 20일, Nature DOI : 10.1038/s41586-024-07211-8 이 연구는 공군 과학 연구실, 미국 에너지부, 미국 국립 과학 재단, CIFAR Azrieli 글로벌 학자 프로그램 및 Alfred P. Sloan 재단의 자금 지원을 받았습니다. Boston College에서 Ma는 물리학 교수 Kenneth Burch 및 Ziqiang Wang과 협력했습니다. 대학 클린룸 직원; BC 박사후 연구원 Jian Tang, Zumeng Huang 및 Zhe Sun; 대학원생 Thomas Siyuan Ding, Michael Geiwitz, Mohamed Shehabeldin, Vsevolod Belosevich 및 Yiping Wang; 그리고 방문 학부 연구원 Zihan Wang.
메모 2404111445
나는 msbase를 무제한 크기로 늘려 놓을 수 있다. oss을 통해서 2배로 가속시키면 그 크기는 금새 우주의 크기의 2d이다. 2d, 그런데 더 흥미로운 사실은 이 msbase를 투명한 노벨상 버전 접착제를 사용하면 도대체 몇층의 플레이크로 벗겨낼까? 아마 무한대 시간이 걸릴거다. 층의 두께는 상상하기도 어렵게 얇을 것이다.
탄탈륨, 이리듐 및 텔루르로 생성된 TaIrTe4라고 불리는 결정질 물질의 매우 얇은 2차원 층에서 놀라운 특성을 발견했다.
절연과 전도라는 두 가지 별개의 토폴로지 상태 사이의 전이를 발견했다. 재료 내부에서는 전기 전도도가 0인 반면 경계는 전도성을 유지한다. 이는 위상적으로 qpeoms층 내부에 oss.전도도.0.void 층이 존재하는 거대한 자연현상이다.
물론, 이들이 적층되어 msbase가 된다. 문제는 oss가 msbase의 하부와 상부인 msbase을 아래위로 덮혀있는 점이다. 상부의 oss는 확장성의 열린 2배의 가속이고 하부의 oss는 다른 개념일듯하다. omsful이거나 ems.susqer.qpoms일 수도 있다.
아무튼 oss는 msbase을 무한 확장 시키는 것인데 qpeoms하부에 oss는 무한 축소 시키는건가? ems와 oss는 닮은 꼴일때 oss=0 상태는 void이고 주변에 필라멘트가 있다. 그것은 ems이다. 정리가 좀 필요한데, 메모링한 사진을 첨부한다. 허허.
Source 1.
An international team studying single-atom thick crystals, led by Boston College physicist Qiong Ma, discovered a transition between two distinct topological states - insulating and conducting - in TaIrTe4. Inside the material, electrical conductivity is zero, while the boundary remains conductive. The team's investigation revealed that the two topological states originate from different sources. The new properties could serve as a promising platform for exploring exotic quantum topologies and electromagnetism. Credit: Boston College Qiong Ma
A very thin two-dimensional layer of a crystalline material called TaIrTe4, created from tantalum, iridium and tellurium, was the focus of a team of scientists from BC, MIT, Harvard University, UCLA, Texas A&M, University of Tennessee and Singapore.
Each layer is less than 1 nanometer thick. It is over 100,000 times thinner than a human hair. These layers, or "flakes," were carefully peeled off the larger crystals using a simple method using transparent adhesive tape, a Nobel Prize-winning technique widely used in materials science.
“Our investigation was aimed at understanding how these materials conduct electricity,” Ma said. “Considering the small size of these materials, we used advanced nanofabrication techniques, including photolithography and electron beam lithography, to build nanoscale electrical contacts.”
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Memo 2404111445
I can expand msbase to an unlimited size. If you accelerate it twice through oss, its size will quickly become 2d of the size of the universe. 2d, but the more interesting thing is, how many flakes will this msbase be peeled off using the transparent Nobel Prize version adhesive? It will probably take infinite time. The thickness of the layer will be unimaginably thin.
They discovered surprising properties in a very thin, two-dimensional layer of a crystalline material called TaIrTe4, made from tantalum, iridium and tellurium.
They discovered a transition between two distinct topological states: insulating and conducting. Electrical conductivity is zero inside the material, while the boundary remains conductive. This is a huge natural phenomenon in which an oss.conductivity.0.void layer exists topologically inside the qpeoms layer.
Of course, these are stacked to form msbase. The problem is that OSS covers the bottom and top of msbase, top and bottom. The OSS at the top is an open double acceleration of scalability, and the OSS at the bottom seems to be a different concept. It may be omsful or ems.susqer.qpoms.
Anyway, oss infinitely expands msbase, but does oss infinitely shrink under qpeoms? When ems and oss are similar, the oss=0 state is void and there is a filament around it. It is ems. It needs some organizing, so I'm attaching a memo photo. haha.
Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
000ac0f00bde
0c0fab000e0d
e00d0c0b0fa0
f000e0b0dac0
d0f000cae0b0
0b000f0ead0c
0deb00ac000f
ced0ba00f000
a0b00e0dc0f0
0ace00df000b
0f00d0e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
A path of qpeoms.msbase.oss
Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.The star in the beginning was smaller than expected
알고 보면 가벼운 몸? 태초의 별은 생각보다 작았다
입력 2024. 4. 10. 08:37
빅뱅 이후 2억 년 시점의 종족 III 별 생성 시뮬레이션. Credit: ASIAA/ Ke-Jung Chen
빅뱅 이후 2억 년 시점의 종족 III 별 생성 시뮬레이션. Credit: ASIAA/ Ke-Jung Chen 별에도 종족이 있다. 물론 사람처럼 민족이나 인종 개념이 있는 것은 아니지만, 구성 성분을 보면 어떤 시기에 생겼는지 알 수 있어 이에 따라 종족 (population) I과 종족 II 별로 나눌 수 있다. 종족 I은 태양 같은 일반적인 별로 수소와 헬륨보다 무거운 원소가 많은 별이다. 따라서 주변에 행성을 거느리고 있을 가능성도 높다.
반면 종족 II는 무거운 원소가 별로 없는 별이다. 현재 표준 우주 모델에 의하면 빅뱅 직후의 초기 우주에는 무거운 원소가 없었지만, 초신성 폭발과 함께 최후를 맞이한 무거운 별들이 이런 원소를 우주에 공급했다. 따라서 종족 I은 비교적 최근에 만들어진 신세대이고 종족 II는 오래된 노령층이라고 할 수 있다. 그런데 이 이론이 맞다면 무거운 원소가 전혀 없는 태초의 별이 있을 수밖에 없다. 과학자들은 한 번도 관측한 적은 없지만, 이론적으로 존재를 의심하기 힘든 태초의 1세대 별을 종족 III라고 명명했다.
세월 관측에도 과학자들이 종족 III 별을 한 번도 보지 못한 이유는 가스의 밀도가 지금과는 비교할 수 없을 정도로 높은 시절에 생성된 거대한 별이기 때문이다. 별이 무거울수록 중심부의 핵융합 반응이 강하게 일어나면서 역설적으로 연료를 금방 소진하고 초신성으로 최후를 맞이하는 시간이 짧아진다. 과학자들은 종족 III 별의 질량이 태양의 수백 배에 달했을 것으로 보고 있는데 이 경우 수명은 수백만 년에 불과하다. 과학자들은 이 이론을 증명하기 위해 무거운 원소가 아주 적은 종족 II 별을 상세히 관측했다.
이 별들이 종족 III 별의 잔해에서 생성된 것이기 때문이다. 이를 통해 추정한 종족 III 별의 질량은 태양의 12-60배 정도였다. 그런데 이 값은 초기 우주의 시뮬레이션 모델에서 얻어진 것과 상당한 차이가 있었다. 대부분의 우주 모델은 종족 III 별의 질량을 태양의 50-1000배 정도로 추정했다. 이렇게 모델과 관측 결과가 맞지 않는 것은 과학자들에겐 사소한 문제가 아니라 이론 전체를 바꿔야 하는 중대한 문제다. 관측과 이론 모델 중 어느 쪽에 맞는지 보기 위해 대만 국립 천문학 및 천체물리 연구소 (ASIAA)의 과학자들은 미국 국립 버클리 연구소의 슈퍼컴퓨터를 이용해서 역대 가장 상세한 우주 시뮬레이션을 시행했다. 슈퍼컴퓨터 속에서 재현한 초기 우주에서 높은 밀도의 수소 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 태양 질량의 22-175배 사이의 덩어리를 만들었다.
그러나 이 가스가 모두 별이 되는 것은 아니고 일부만 별을 생성하기 때문에 최종적으로 태양 질량의 8-58배 정도 되는 별이 만들어졌다. 이는 관측치와 부합되는 결과다. 종족 III에 해당하는 별이 없으면 태양을 포함해 우주에 있는 다른 별도 있을 수가 없고 지구 같은 행성도 존재할 수 없기 때문에 과학자들은 종족 III 별의 정체를 알아내기 위해 노력하고 있다. 이번 연구는 종족 III 별에 대한 논란을 해소하고 실체에 좀 더 다가갈 수 있는 결과로 주목된다.
https://v.daum.net/v/20240410083702083
메모 2404110501
태초의 별의 탄생을 나의 이론으로 조명하려면 엄청난 가스들은 qms1,2,3에서 나타나고 별이 태어날 장소를 우선 가장 작게 잡아 4x4의 빈칸만 있는 보기1. ems이다.
qms3가 초기우주의 거대한 가스로 볼 수 있다. 그래서 당연히 거대해진 별이 생기겠지만 무거운 원소가 거의 없다. 그 이유는 제한된 시공간보다 더 크기 때문일 수 있다. 암흑에너지가 제한범위 시공간보다 더 크기 때문이다. 허허.
예를 들어 방안에 가스가 가득차 있는데 작은 불꽃이 뛴다면 엉청난 폭발이 발생한다. 그런데 가스가 열린 문 때문에 바깥 100미터 이내까지 엷게 퍼져 있다면 폭발따위는 없다. 그래서 초기우주는 폭발물에 암흑물질 가스로 가득차 있어 대폭발을 야기한 것에 비유될 수 있다. 물론 핵폭발이다. 핵은 양자상태이고 qpeoms의 영역이다.
참고로, qms1,2는 vix와 qvix들간에 교합차이다. qms={vv,vq,qq}, 그런데 이들은 가스 에너지 덩어리에서 하나의 중첩된 곳에 1의 물질를 보기1.에 내려 보낸다. 그렇게 만들어진 것이 보기2.이다.
ex)qq4x4
1010
1100
0002
0110
보기1.4x4 ems(empty ms)
0000
0000
0000
0000
보기2. 4x4 oms
1000
0010
0100
0010
여기서 중요한 사실을 qms의 규모가 장난이 아니라는 점이다. 1개의 입자를 만들어내기 위해 vvvqqq의 규모 엄청난 에너지의 규모를 가진 무한정(indefinitely=n)한 nxn.vvqvqq인 점이다. 1개 입자를 만들어내기 위해 우주 크기의 초신성 사건이 생겨서 어느 이름모를 운석이 물질을 변화 시킬수 있는거여. 원소 a에서 b로 바꾼거다. 허허. 생각보다 작은 곳에 거대한 힘이 작용했다. 단지 멀리 있기 때문에 위치는 변동 시키지 않았다.
Memo 2404110501
To shed light on the birth of stars in the beginning through my theory, enormous gases appear in qms1, 2, and 3, and the place where stars will be born is first set to the smallest size. Example 1 is a 4x4 space with only blank spaces. It's ems.
qms3 can be viewed as a huge gas in the early universe. So, of course, massive stars will form, but there will be almost no heavy elements. The reason may be that it is larger than the limited space and time. This is because dark energy is larger than the limited range of space and time. haha.
For example, if a room is full of gas and a small spark ignites, a messy explosion will occur. However, if the gas spreads thinly to within 100 meters outside due to an open door, there is no explosion. Therefore, the early universe can be compared to an explosive filled with dark matter gas that caused a big explosion. Of course it's a nuclear explosion. The nucleus is a quantum state and is the domain of qpeoms.
For reference, qms1,2 are the occlusal differences between vix and qvix. qms={vv,vq,qq}, however, they send 1 substance down to example 1 in one overlapping place in the gas energy mass. Example 2 is what was created that way.
ex)qq4x4
1010
1100
0002
0110
View 1.4x4 ems(empty ms)
0000
0000
0000
0000
Example 2. 4x4 oms
1000
0010
0100
0010
The important thing here is that the size of qms is not a joke. To create one particle, the scale of vvvqqq is nxn.vvqvqq, which is infinite (indefinitely=n) with an enormous scale of energy. A supernova event the size of the universe occurs to create one particle, and an unknown meteorite can change matter. I changed element a from element b. haha. A huge force acted in a place that was smaller than expected. The location did not change simply because it was far away.
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