Instytut Fizyki PAN

Tworzenie się warstwy EuAs na powierzchni nanodrutu InAs w niższych temperaturach i przebudowa nanodrutu InAs w kryształ Eu3In2As4 w wyższych temperaturach - wyniki eksperymentów i symulacje MD.

2024-10-21
Osiągnięcia

Topotaktyczna wymiana jako mechanizm wzrostu magnetycznych nanodrutów Eu3In2As4 o własnościach izolatora aksjonowego

Termin "topotaksja" opisuje rekrystalizację, w której orientacja krystalograficzna kryształu macierzystego determinuje orientację krystalograficzną syntetyzowanego związku. W arykule opublikowanym ostatnio w "Nature Nanotechnology" opisalismy właśnie nową, topotaktyczną, metodę przekształcenia nanodrutu InAs w Eu3In2As4.

Artystyczna wizualizacja niehermitowskiego rozkładu Fermiego-Diraca (przedstawionego na tle wykresu 3D) i jego wpływu na transport prądu uporczywego w złączu nadprzewodnik-normalny-nadprzewodnik (niebiesko-zielono-niebieskie). Złącze jest sprzężone z zewnętrznym środowiskiem (fioletowy), co ukazuje dysypacyjny charakter procesu transportu kwantowego.

2024-10-02
Osiągnięcia

Modyfikacja rozkładu Fermiego-Diraca w układach niehermitowskich

Naukowcy z IF PAN rozszerzyli zastosowania statystycznego rozkładu Fermiego-Diraca do opisu układów niehermitowskich. Nowy formalizm zapewnia ogólne ramy do obliczania wielociałowych obserwabli kwantowych w układach równowagowych sprzężonych ze środowiskiem rozpraszającym.

(lewa) Dyfuzja białka samoistnie nieuporządkowanego (zielone) jest wolniejsza niż białka mającego strukturę globularną (czarne), chociaż białko zielone ma o wiele mniejszą masę molekularną i krótszy łańcuch, co przedstawiają krzywe autokorelacji zmierzone metodą spektroskopii korelacji fluorescencji. (prawa) Gruboziarnisty model kulek z łącznikami umożliwia szybkie obliczanie promieni hydrodynamicznych białek nieuporządkowanych w zgodności z wynikami zmierzonymi doświadczalnie.

2024-09-13
Osiągnięcia

Własności hydrodynamiczne białek nieuporządkowanych

Białka samoistnie nieuporządkowane, które są niezbędne w procesach regulacji krytycznych funkcji komórkowych, dotychczas stanowiły wyzwanie badawcze ze względu na brak ustalonej struktury przestrzennej. Obecnie poznawanie ich własności i funkcji staje się łatwiejsze dzięki nowemu modelowi, który umożliwia szybką i wnikliwą analizę ich właściwości hydrodynamicznych, co stanowi przełom w badaniach...

A: Układ badanej nanostruktury składającej się z pułapki na wir magnetyczny w nadprzewodniku (SVB), nanomostka Dayema oraz wąskich doprowadzeń. Siła Lorentza FL jest wywierana na wir przez przyłożony prąd IL w obecności prostopadłego pola magnetycznego B. B: Eksperymentalny diagram stabilności wiru. Zależność prądu przełączania mostka od przyłożonego prostopadłego pola magnetycznego B i amplitudy impulsu Lorentza IL. Nachylenie Iexp, oznaczone linią przerywaną, oznacza minimalną wartość amplitudy impulsu Lorentza niezbędnej do wypchnięcia wiru z pułapki dla danego pola magnetycznego B. C: Eksperymentalna dynamika termiczna SVB, po wypchnięciu pojedynczego wiru z pułapki, zmierzona w warunkach odpowiadających pozycji kółka na diagramie stabilności wiru. Linia przerywana przedstawia dopasowanie wykładnicze w reżimie liniowym. D: Protokół impulsowy użyty w eksperymencie.

2024-09-02
Osiągnięcia

Termodynamika kwantowa pojedynczego wiru magnetycznego w nadprzewodniku

Zaprezentowaliśmy kontrolę i monitorowanie stanu pojedynczego wiru magnetycznego w nadprzewodniku. Wykorzystując nasz najszybszy termometr w nanoświecie, zmierzyliśmy dynamikę termiczną nanopułapki spowodowaną wypchnięciem wiru z nadprzewodnika. Energia rozproszona na skutek tego wypchnięcia jest porównywalna z energią kwantu światła widzialnego.

(a) Obraz pięciokątnego nanodrutu uzyskany za pomocą skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej; wstawka pokazuje dysklinację i rdzeniowy łańcuch (CC). (b) Struktura elektronowa z czerwonymi pasmami pochodzącymi z rdzenia łącząca pasma walencyjne i przewodzące dla granic bliźniaczych kationów i (c) odpowiednio dla anionów.

2024-08-12
Osiągnięcia

Pięciokątne nanodruty z topologicznych izolatorów krystalicznych: platforma dla samoistnych nanodrutów typu rdzeń-powłoka i wyższego rzędu topologii pasm

Informujemy o pierwszej eksperymentalnej realizacji pięciokątnych nanodrutów w związkach jonowych z użyciem Pb1-xSnxTe. Struktury te mogą okazać się podłożem do obserwacji wyższeg rzędu topologii pasm. Dysklinacja i granice bliźniacze powodują, że stany z rdzenia generują przewodzącą taśmę łączącą pasma walencyjne i przewodzące, wymuszając fazę metaliczną.

Panel lewy: Struktura krystaliczna warstwy α-Sn wyhodowanej metodą MBE na podłożach CdTe/GaAs ulega dwuosiowemu odkształceniu ściskającemu w płaszczyźnie (czarne strzałki), a tym samym jednoosiowemu odkształceniu rozciągającemu wzdłuż normalnej do płaszczyzny warstwy. Pole magnetyczne B może być przyłożone w płaszczyźnie warstwy. Panel środkowy: Stany powierzchniowe warstwy α-Sn w fazie półmetalu Diraca indukowanej przez odkształcenie (B=0), zaobserwowane przy pomocy spektroskopii fotoemisyjnej z rozdzielczością kątową (ARPES). Panel prawy: ujemny podłużny magnetoopór (prąd I ǁ B, patrz prawa wstawka) wskazujący na anomalię chiralną w fazie półmetalu Weyla indukowanej przez pole magnetyczne (B) w płaszczyźnie. W niskich temperaturach (T) oraz w słabych polach (B) widoczne są także oscylacje Shubnikova-de Hassa. Wstawki do środkowego i prawego panelu pokazują obliczoną strukturę pasmową α-Sn odpowiednio dla fazy półmetalu Diraca i fazy Weyla.

2024-06-19
Osiągnięcia

Unikalne własności elektronowe szarej cyny

Z pozoru zwyczajna i dobrze znana cyna przejawia unikalne właściwości elektronowe w ekstremalnych, ale dobrze kontrolowanych warunkach. Odkrycia, że przekształca się w półmetale Diraca i Weyla dokonała międzynarodowa grupa naukowców, kierowana przez pracowników Międzynarodowego Centrum Badawczego MagTop w Instytucie Fizyki PAN.

Wykazaliśmy, że dochodzi do hybrydyzacji pomiędzy stanem krawędziowym z przerwą energetyczną a bezprzerwowym stanem powierzchniowym. W pierwszej kolumnie, swobodnie stojąca monowarstwa wykazuje stan krawędziowy z przerwą energetyczną. Druga kolumna pokazuje, że czysta powierzchnia szarego arsenu (As) charakteryzuje się bezprzerwowym stanem powierzchniowym Rashby w pobliżu poziomu Fermiego. W trzeciej kolumnie, po wprowadzeniu krawędzi schodkowych monowarstwy, stan krawędziowy przechodzi hybrydyzację z bezprzerwowym stanem powierzchniowym, co skutkuje pojawieniem się bezprzerwowych stanów krawędziowych na krawędziach schodkowych.

2024-05-16
Osiągnięcia

Hybrydowa faza topologiczna w metalicznym arsenie

Międzynarodowy zespół naukowców, w którym uczestniczył m. in. dr Rajibul Islam z Instytutu Fizyki PAN wykazał, że stany krawędzi schodkowych w α-As, w przeciwieństwie do stanów powierzchniowych lub zawiasowych, nie są oczekiwane ani dla izolatorów topologicznych pierwszego, ani wyższego rzędu osobno, lecz tylko dla materiałów hybrydowych w których obecne są oba odmiany topologii pasm.