[新聞] 實驗發生特殊效應，雙層石墨烯結構中電子

1.媒體來源: 科技新報 2.記者署名: Emma Stein 3.完整新聞標題: 實驗發生特殊效應，雙層石墨烯結構中電子反隨溫度升高凍結 4.完整新聞內文: 一般來說，電子在更高溫度下能更自由移動，但現在有 2 篇獨立研究各自觀察到，在以 錯位方式堆疊的雙層石墨烯材料中，電子反而隨著溫度升高而「凍結」。 隨著大多數物質周圍溫度升高，粒子會被激發，這導致固體熔化成液體、液體蒸發成氣體 ，用熱力學來解釋就是更高的溫度導致更多的熵（entropy），而熵越高的系統越趨於混 亂無序。 然而該規則也有例外，最明顯的例子就是 Pomeranchuk 效應，最初於液態氦-3（3He）中 觀察到：當氦氣暴露於升高的溫度時反而會凍結。原因在於液態氦的固相熵比核自旋熵還 要高，從而導致異常行為。 大多數材料在加熱時會從固體轉變為液體，這是因為液體具有比固體更大的熵，原子在液 體中的移動比在固體中不穩定。然而在氦-3，材料的行為完全相反，固體狀態時反而具有 更大的熵。 現在，科學家又在一個石墨烯系統發現了同樣的例外，電子在系統中反而隨著溫度升高而 「凍結」成有序狀態。 石墨烯系統的構成通常很簡單，兩個獨立團隊都只是簡單地將一層石墨烯放在另一層石墨 烯上，然後以特殊 1 度「魔角」稍稍使原子排列錯位，產生的莫爾紋會導致系統中電子 速度降低，從而形成更大電阻，使系統接近絕緣體。 第一個研究團隊深入分析後發現該系統近絕緣體階段的熵，僅約自由電子自旋理論上預期 值的一半；第二個研究團隊則發現這種絕緣材料中存在很大的磁矩。這些發現將為相關電 子系統的物理學帶來新見解，甚至可能有助於解釋這種波動的自旋如何影響超導性。 團隊接下來需要進行進一步測量，以確定將電子同位旋從未極化轉換為極化所需的能量， 並確定近絕緣相的電子同位旋波動，是增強還是損害了石墨烯系統的超導體相。 5.完整新聞連結 (或短網址): http://technews.tw/2021/04/11/graphene-electron-freeze-pomeranchuk-effect/ 6.備註: http://www.nature.com/articles/d41586-021-00843-0 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.192.157.241 (臺灣) ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1618407436.A.3C9.html