Обнаружены топологические фононы в графене

02.10.2023

Китайские ученые совершили значительное открытие, обнаружив топологические фононы в графене. Для исследования фононных спектров по всей двумерной зоне Бриллюэна они использовали метод высокоразрешающей электронной микроскопии, анализируя характерные потери энергии электронов.

Фононы играют важную роль в свойствах кристаллических материалов, включая тепловые и механические характеристики, а также их электронные свойства. Особый интерес представляют топологические фононы, которые возникают при пересечении фононных ветвей с разными параметрами. Однако изучение таких состояний является относительно новой областью исследований.

До недавнего времени, в двумерных материалах, таких как графен, топологические фононы не обнаруживались из-за необходимости очень высокого разрешения в пределах от 0,1 до 10 миллиэлектронвольт. Этого разрешения сложно было достичь традиционными методами, такими как рентгеновская или нейтронная дифракция, что делает экспериментальное изучение топологических фононных состояний сложной задачей.

Китайские ученые из Пекинской Национальной лаборатории физики конденсированных сред и других институтов использовали высокоразрешающую электронную микроскопию, чтобы исследовать фононные структуры в графене. Это позволило им получить высокоразрешающие спектры фононов по всей двумерной зоне Бриллюэна и выявить несколько топологических фононов.

Ученые отмечают, что в периодических кристаллах, таких как гексагональная решетка графена, топологические характеристики определяются симметриями кристаллической решетки. Эти симметрии определяют возможные топологические структуры фононов, такие как фононы Дирака и кольцевые узловые фононы. Компьютерное моделирование предсказало наличие двух видов кольцевых узловых фононов и четырех видов фононов Дирака в графене.

Ученые провели экспериментальное исследование на однослойном образце графена, используя систему линз, электронный монохроматор и анализатор электронов. Их экспериментальные результаты совпали с предсказаниями компьютерного моделирования, и они смогли определить трехмерную структуру топологических фононных состояний в пространстве импульсов и энергии.

<< Назад: Прогулка по лесу нормализует кровяное давление и улучшает настроение 02.10.2023

>> Вперед: Портативный проектор ASUS ZenBeam L2 01.10.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Установка очистки океана от углекислого газа 06.03.2024 Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, сотрудничая с национальным водным агентством Сингапура, пришел к соглашению о строительстве крупнейшей в мире океанической установки, предназначенной для удаления углекислого газа из воды. Ожидается, что установка сможет ежегодно извлекать из океана 3650 метрических тонн парниковых газов и производить 105 метрических тонн углеродно-отрицательного водорода. Согласно данным Всемирного банка, средние глобальные выбросы углекислого газа в 2020 году составили 4,3 метрических тонны на душу населения. Исходя из этих данных, ученые из Калифорнийского университета приняли решение о концентрации на улавливании CO2 из океанов, чтобы уменьшить количество попадающего в атмосферу парникового газа. Проект Equatic, начатый в Лос-Анджелесе и Сингапуре, дал успешные результаты. Компания Equatic переходит к следующему этапу проекта - строительству полномасштабной установки Equatic-1 стоимостью 20 млн. долларов. Поддержка официальных органов Сингапура и Калифорнийского университета обеспечивает успешное выполнение проекта. Установка Equatic использует электролиз, пропуская ток через морскую воду, что позволяет разложить воду на водород и кислород, а также превратить растворенный в воде CO2 в твердый материал на основе кальция и магния. Этот процесс увеличивает способность океана улавливать углекислый газ и другие парниковые газы. Планируется, что строительство установки Equatic-1 начнется в течение следующих 18 месяцев. Сначала будет установлена возможность удаления одной метрической тонны CO2 в день, а к концу 2024 года планируется увеличить эту цифру до 10 тонн CO2 в день с помощью 10 модулей. После этого в 2025 году будет установлено еще 9 модулей для завершения второго этапа строительства. Идея проекта подтвердилась успешной после того, как пилотная установка в Сингапуре успешно справилась с удалением 0,1 метрической тонны CO2 в день. Полномасштабная установка Equatic-1 будет способна обрабатывать в 100 раз больше, а также производить примерно 300 кг углеродно-отрицательного водорода в день.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026