.Quantum Surprises in Ultra-Clean Materials Redefine Metal Physics

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.Quantum Surprises in Ultra-Clean Materials Redefine Metal Physics

초청정 재료의 양자적 놀라움이 금속 물리학을 재정의하다

결정 격자 구조 아트 컨셉

주제:양자 물질양자 물리학초전도성 Paul DRUDE INSTITUTE FOR SOLID STATE ELECTRONICS 2024년 6월 25일 결정 격자 구조 아트 컨셉 연구자들은 SrVO3의 초정밀 샘플에서 새로운 현상을 발견하여 금속의 전자 상관관계에 대한 기존 이론에 도전했습니다. 출처: SciTechDaily.com

새로운 연구 결과에 따르면 전자 상호작용에 대한 현재 이론을 재평가해야 할 필요성이 있으며, 이를 통해 자기적 특성, 고온 초전도성 및 투명 금속의 거동을 더 잘 이해할 수 있을 것입니다. 연구자들은 6월 24일 Nature Communications 저널에 게재된 논문에서 상관관계가 있는 금속 SrVO 3 의 초정밀 샘플에서 이전에 관찰되지 않은 현상을 밝혀냈습니다 .

이 연구는 이러한 특이한 금속에 대한 기존의 이론적 모델에 도전하는 실험적 통찰력을 제공합니다. 독일 폴 드루드 고체 전자 연구소(PDI), 오크리지 국립 연구소(ORNL), 펜실베이니아 주립 대학, 피츠버그 대학, 피츠버그 양자 연구소, 미네소타 대학의 국제 연구팀은 자신들의 연구 결과가 전자 상관 효과에 대한 현재 이론을 재평가하여 자기적 특성, 고온 초전도성, 매우 특이한 투명 금속의 고유한 특성을 포함한 이러한 시스템에서 발생하는 귀중한 현상의 기원을 밝혀낼 것이라고 믿고 있습니다.

-페르미 액체의 독특한 특성 페로브스카이트 산화물 물질 SrVO 3 는 페르미 액체로 분류됩니다. 페르미 액체는 충분히 낮은 온도에서 금속에서 상호 작용하는 전자 시스템을 설명하는 상태입니다. 기존 금속에서 전기를 전도하는 전자는 독립적으로 움직이며 일반적으로 페르미 가스라고 합니다. 반면 페르미 액체는 전자 간에 상당한 상호 작용이 특징이며, 즉 한 전자의 움직임이 다른 전자에 강한 영향을 미칩니다.

이러한 집단적 행동은 심오한 기술적 응용 프로그램을 가진 독특한 전자적 속성으로 이어질 수 있으며, 상관 금속에서 전자 간 상호 작용에 대한 통찰력을 제공합니다. SrVO 3는 결정질 및 전자적 단순성으로 인해 전자 상관 현상을 연구하기 위한 이상적인 모델 시스템 역할을 합니다. 이러한 단순성은 자기적 질서나 초전도성과 같은 복잡한 현상을 이해하는 데 필수적이며, 이는 이론적 및 실험적 연구를 복잡하게 만들 수 있습니다.

울트라클린 소재 재료를 통해 전기를 흐르게 하는 것은 재료의 특성을 이해하는 간단한 방법입니다. 홀 바 장치와 전자 현미경 이미지에서 왼쪽에 개략적으로 표시된 초정밀 SrVO3의 측정은 상관 전자 재료에서 발견되는 기본 현상에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

울트라클린 소재

이는 결함이 많은 SrVO3(오른쪽)와 대조적입니다. 재료의 품질은 저항률 대 온도에서 나타나며, 실온에서의 저항률과 저온에서의 저항률의 비율인 RRR이 품질을 나타내며 플롯에 표시되어 있습니다. 출처: ORNL

-실험 정확도에 대한 재료 순도의 영향 전자 상관 효과에 대한 이론적 모델을 안내하는 실험 결과를 이해하는 데 있어 또 다른 중요한 요소는 재료 자체의 결함 유무입니다. 베를린 PDI의 연구 책임자이자 이사인 로만 엥겔-허버트 박사는 "응집 물질 물리학에서 가장 잘 지켜진 비밀 중 하나를 파헤치고 싶다면 가장 순수한 형태로 연구해야 합니다. 외부 교란이 없는 상태에서 말입니다. 사실상 결함이 없는 고품질 재료가 필수적입니다.

초정밀 재료를 합성해야 합니다."라고 말했습니다. 결함 없는 SrVO 3 샘플을 얻는 것은 지금까지 극복할 수 없는 도전처럼 보였습니다. 분자 빔 에피택시와 화학 기상 증착의 장점을 결합한 혁신적인 박막 성장 기술을 채택함으로써 팀은 전례 없는 수준의 재료 순도를 달성했습니다. 오늘 발표된 연구의 첫 번째 저자인 맷 브랄렉 박사는 개선 사항을 정량화했습니다. "재료 순도의 간단한 척도는 잔류 저항률, RRR 값이라고 하는 실온에서 전기가 얼마나 쉽게 흐르는지의 비율입니다.

-금속에 결함이 많으면 RRR 값이 낮고 일반적으로 2-5 정도입니다. 우리는 RRR이 거의 100배 더 큰 200인 SrVO 3 필름을 합성할 수 있었고, 이를 통해 상관관계가 있는 금속 SrVO 3 의 진정한 특성을 연구할 수 있는 문을 열었습니다 . 특히, 높은 재료 품질 덕분에 처음으로 높은 자기장에서 특수 영역에 접근할 수 있었고, 그곳에서 놀라운 결과가 발견되었습니다." 전례 없는 발견은 기존 이론에 도전합니다 학제간 과학자 팀은 이전에 결함이 심한 샘플에서 측정된 수송 특성과 극명하게 대조되는 일련의 독특한 수송 현상을 발견하고 놀랐습니다.

-그들의 발견은 SrVO 3를 단순한 페르미 액체로 간주하는 오랜 과학적 합의에 도전합니다 . 엥겔-허버트는 이렇게 설명합니다. "이 상황은 매우 흥미진진했지만 당혹스러웠습니다. 우리는 결함이 많은 샘플에서 이전에 보고된 SrVO 3 의 수송 거동을 재현했지만 , RRR 값이 높은 초순수 샘플에서는 동일한 측정값이 달랐습니다." 결함이 있는 샘플의 결과는 이론적 기대치와 일치하는 결과를 간단하게 해석할 수 있었습니다.

-결과는 이론적 이해가 SrVO 3 의 전자 상관 효과를 올바르게 포착했다는 실험적 증거로 사용되었습니다 . 그러나 팀은 초순수 샘플에 대한 측정값을 그렇게 쉽게 설명할 수 없다는 것을 발견했습니다.

-Brahlek은 이렇게 덧붙였습니다. "눈에 띄는 관찰은 금속에서 전기를 운반하는 전자의 수가 온도와 자기장과 무관하다는 예상입니다. 물론 사실이지만 측정된 양의 해석은 캐리어 농도를 직접 측정하는 것이 아닙니다. 오히려 이 양은 결함과 온도가 전기 흐름에 미치는 영향과 같은 재료 속성의 다른 측면과 혼합됩니다. 우리는 우리가 본 것을 이해하기 위해 물리학을 더 깊이 파고들어야 했습니다. 그것이 매우 중요하고 흥미로운 이유입니다."

연구자들은 이러한 발견이 이론적 모델을 개선하고 상당한 전자 상관관계를 보이는 물질에 대한 기존 견해와 해석을 재검토하는 데 기초가 될 수 있다고 믿고 있습니다. 엥겔-허버트는 이렇게 말합니다. "실험 물리학자로서 우리의 임무는 자연에 대한 현재 이해의 경계를 넘어서는 것입니다. 여기서 발견이 이루어지고 과학이 발전합니다. 응집 물질 물리학자로서 우리는 재료 완성의 한계를 뛰어넘기 위해 스스로에게 도전하여 연구 대상을 계속 완성하는 것이 중요합니다.

이를 통해 잠재적으로 이 종류의 재료의 진정한 거동에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 측정되고 관찰된 현상에 대한 포괄적인 설명을 가능하게 할 수 있습니다. "이를 위해서는 학제간 전문가 팀이 필요합니다. 아직 작업이 완료되지는 않았지만, 우리의 결과는 커뮤니티가 이론을 재조정할 수 있는 기회입니다. 잘 이해되었다고 생각했던 자료를 재검토하고 응용 가능성을 재평가합니다."

참고문헌: Matthew Brahlek, Joseph D. Roth, Lei Zhang, Megan Briggeman, Patrick Irvin, Jason Lapano, Jeremy Levy, Turan Birol 및 Roman Engel-Herbert의 "Hidden transport phenomena in an ultraclean correlated metal", 2024년 6월 24일, Nature Communications . DOI: 10.1038/s41467-024-48043-4 연구팀에는 실험을 구상하고 설계한 연구 책임자 Roman Engel-Herbert와 성장, 자기전달 측정 및 모델링을 수행한 PI Matthew Brahlek(현재 Oak Ridge National Laboratory 소속)이 포함되었습니다. Lei Zhang, Joseph D. Roth, Jason Lapano(Pennsylvania State University)는 성장 및 특성화를 도왔고, Turan Birol(University of Minnesota)은 이론 지원을 수행했으며, University of Pittsburgh의 Megan Briggeman, Patrick Irvin, Jeremy Levy는 고자기장에 대한 자기전달 측정을 확인하고 검증했습니다. 이 연구는 미국 에너지부와 National Science Foundation의 지원을 받았습니다.

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메모 2406261117 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

순수한 물질은 전자의 상호작용이 많아지고 금속에서 전기를 운반하는 전자의 수가 온도와 msbase 자기장에서 '온도와 자기장과 무관하다'는 예상이다.

msbase.전자의 갯수는 오직 qpeoms.unit에 의해 원자번호 처럼 제어된다. 하지만 원자핵의 원자량으로 취급될 경우는 중성자 수와 전자 갯수는 무관하게 qpeoms의 단위 개체에 qms, pms, ems, oms 개별 에 의한 합이 존재할듯 하다. 허허. 순수한 일반물질은 거의 분자단위이고 msbase에 속한 것이고 qpeoms는 양자물질을 다룬다. 페르미 물질이면 양자적 qpeoms에서 전자이외 아원자들의 개체수를 따져보며 결함 없는 불예측 데이타를 예상해야 한다.

1.
(*)그동안 [결함이 있는 샘플의 결과]는 이론적 기대치와 일치하는 결과를 간단하게 해석할 수 있었다. 하지만 연구팀은 '[초순수 샘플에 대한 측정값]을 그렇게 쉽게 설명할 수 없다'는 것을 발견했다.

이결과는 그동안 이론적 예측들이 거의 결함된 샘플로 나타난 것으로 현대물리에 사용되는 미적분식이 근사값을 통합하는 과정에서 결함영역들이 모두 무시한 탓에 정수로 취급하거나 정수처럼 사용한 탓이다.

2.
msbase/qpeoms 는 거의 정수이라, 이런 결함있는 샘플을 허용하지 않는다. [결함있는 샘플이 이론에 맞다면] 결함없는 샘플이 이론에 맞지 않는다는 것은 당연하지 않나? 허허.

그래서 결함없는 샘플로 물리.화학 이론을 제대로 써야하는 게 올바른 학문 아니여? 엉터리 이론으로 뭔 순수 물리화학.천문학을 연구하겠다는건지 웃끼는 이야기 아니여?

중요한 사실은 소립자간에 상호작용이 많아질수록 진실에 더 가까운 이론이라는 점이다. 순수한 샘플은 거의 대칭적이다. 보기1.은 키랄대칭의 기본적인 원리(oms.vix.ain)으로 작성된 것이며, 그 규모를 임의로 우주적 규모로 거대 메타물질화 시킬 수도 있다.

ㅡ아라야, 얼굴만 예쁘면 미인이냐?
_맘이 예뻐야지.
ㅡ아라 넌 얼굴도 맘도 예뻐서 미인이야. 근데 니 머리에 나사가 하나 빠진 것 같아.
_뭔 나사? 할머니는 나사가 많이 빠져 늙었어? 헤헤.

May be an image of 5 people and text

-If the metal has many defects, the RRR value will be low, usually around 2-5. We were able to synthesize SrVO 3 films with an RRR of 200, which is almost 100 times greater, which opens the door to study the true properties of the correlated metal SrVO 3 . In particular, the high material quality allowed us to access special regions at high magnetic fields for the first time, where surprising results were discovered." Unprecedented discovery challenges existing theories An interdisciplinary team of scientists has previously discovered We were surprised to discover a series of unique transport phenomena that contrasted sharply with the measured transport properties.

-Their discovery challenges the long-standing scientific consensus that considers SrVO 3 to be a simple Fermi liquid. Engel-Herbert explains: “This situation was very exciting but also puzzling. We reproduced the previously reported transport behavior of SrVO 3 in defect-rich samples, but the same measurements were different in ultrapure samples with high RRR values.” Results from the flawed sample were straightforward to interpret, with results consistent with theoretical expectations.

-The results were used as experimental evidence that the theoretical understanding correctly captured the electron correlation effect of SrVO3. However, the team found that measurements for ultrapure water samples could not be explained so easily.

-Brahlek added: "A striking observation is the expectation that the number of electrons carrying electricity in a metal is independent of temperature and magnetic field. This is of course true, but the interpretation of the measured quantity is not that it is a direct measure of the carrier concentration. Rather, this quantity depends on defects and temperature on the electric field." “That’s why we had to dig deeper into the physics to understand what we saw, such as how it affects flow.”

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Memo 2406261117 My thought experiment qpeoms storytelling

It is expected that pure substances will have more interactions between electrons and that the number of electrons carrying electricity in metals will be 'independent of temperature and magnetic field' in terms of temperature and msbase magnetic field.

msbase.The number of electrons is controlled like the atomic number only by qpeoms.unit. However, when treated as the atomic weight of the atomic nucleus, the sum of the individual qms, pms, ems, and oms appears to exist in the unit entity of qpeoms, regardless of the number of neutrons and electrons. haha. Pure ordinary matter is almost at the molecular level and belongs to msbase, while qpeoms deals with quantum matter. If it is a Fermi material, the number of subatoms other than electrons must be considered in quantum qpeoms and unpredictable data without defects must be expected.

One.
(*)So far, [results from defective samples] can be easily interpreted as results consistent with theoretical expectations. However, the research team found that '[measurements on ultrapure water samples] cannot be explained so easily.'

This result shows that the theoretical predictions so far were almost defective samples, and this is because the calculus equations used in modern physics ignore all defective areas in the process of integrating approximate values, so they are treated as integers or used like integers.

2.
msbase/qpeoms is almost an integer, so it doesn't allow for these defective samples. [If defective samples fit the theory] Isn't it obvious that non-defective samples don't fit the theory? haha.

So, isn't it the right discipline to properly use physical and chemical theories using defect-free samples? Isn't it a funny story to study pure physical chemistry and astronomy with nonsense theories?

The important fact is that the more interactions between elementary particles, the closer the theory is to the truth. Pure samples are nearly symmetrical. Example 1. is written based on the basic principles of chiral symmetry (oms.vix.ain), and its scale can be arbitrarily converted into a gigantic metamaterial on a cosmic scale.

-Ara, are you a beauty if you only have a pretty face?
_You must have a pretty heart.
-Ara, you are a beauty because you have a pretty face and heart. But it looks like there's a screw missing from your head.
_What screw? Is your grandmother old and missing a lot of screws? lol.

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

Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca