Физики Массачусетского технологического института изучили, как в одном квантовом материале могут одновременно возникать 2 разные фазы поведения электронов. Работа посвящена редкоземельному соединению трителлуриду эрбия. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.
При определенных температурах электроны в этом материале выстраиваются в волнообразные структуры, называемые волнами зарядовой плотности. Первая такая волна появляется при охлаждении до -8 °C, а при -113 °C возникает вторая, направленная перпендикулярно первой. Вместе они образуют структуру, похожую на шахматную доску, сообщили в MIT.
Ученые охладили образцы трителлурида эрбия примерно до -230 °C, после чего воздействовали на них 2 лазерными импульсами. Первый импульс разрушал или ослаблял электронную структуру, а второй позволял измерить состояние выбитых из материала электронов. Это дало возможность проследить, как обе фазы восстанавливаются после внешнего воздействия.
Основная волна зарядовой плотности возвращалась постепенно и равномерно независимо от силы лазерного импульса. Такой процесс соответствует переходу второго рода, который считается классическим вариантом изменения электронной фазы. Он сравним с постепенной потерей магнитом своих свойств при нагреве.
Вторая, менее выраженная волна восстанавливалась иначе: сначала она появлялась в отдельных участках, а затем расширялась по материалу. Исследователи сравнили этот процесс с кристаллизацией воды в лед. По мнению авторов работы, наблюдения помогут лучше понять взаимодействие нескольких электронных фаз в более сложных квантовых материалах, включая материалы со сверхпроводимостью и магнитными свойствами.
