Исследования выявили фундаментальный процесс, который создает поляроны в двумерных атомных кристаллах

Благодаря взаимодействию между фермионными частицами и бозонными полями поляроны создают локализованные квазичастицы.

В кристаллах поляроны образуются, когда отдельные электроны искажают окружающую их атомную решетку. В результате такого искажения эти составные объекты ведут себя скорее как массивные частицы, чем как электронные волны. Фелисиано Джустино и Венг Хонг Сио, два исследователя из Техасского университета в Остине, недавно изучили, как поляроны образуются в двумерных материалах.

В своей работе, опубликованной в журнале Nature Physics, они описывают некоторые механизмы, связанные с образованием этих частиц, которые ранее не были идентифицированы. В своей работе Джустино и Сио исследовали форму и стабильность локализованных поляронов — типа квазичастичных электронных состояний, которые заключены в решетке двумерного материала.

Это сложный проект, поскольку он требует от автора учета всех атомов и электронов, участвующих в образовании полярона. Компьютерное моделирование полярона в монослое гексагонального нитрида бора. В работе, опубликованной в прошлом году, Джустино и Сио представили новый метод расчета взаимодействия между электронами и колебаниями в двумерных материалах. По сути, он рассчитывает электростатику точечных диполей в двух измерениях.

В своем недавнем исследовании они использовали теорию возмущений функционала плотности для изучения механизмов, лежащих в основе образования двумерных кристаллов.

В своей модели Джустино и Сио изучили недавние исследования структуры дырочного полярона в гексагональном нитриде бора. Они определили, что поляроны образуются при подходящих условиях — и выявили законы, лежащие в основе этих образований.

Ранее «ЭкоПравда» сообщала, что российские ученые обнаружили способ создания нового типа электроники.