Columbia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bilim dünyasında büyük bir ilerleme sağlayarak, ilk 2D ağır fermiyon malzemesi CeSiI’i sentezledi. Bu yeni malzeme, geleneksel 3D ağır fermiyon bileşiklerinden daha kolay manipüle edilebiliyor ve kuantum fenomenlerini, özellikle süper iletkenliği anlamada yeni olanaklar sunuyor.
Ağır fermiyon bileşikleri, elektronların normalden 1000 kat daha ağır olduğu bir malzeme sınıfını temsil ediyor. Bu malzemelerde, elektronlar manyetik spinlerle karışıp yavaşlıyor ve etkili kütlelerini artırıyor. Bu tür etkileşimlerin süper iletkenlik gibi birçok gizemli kuantum fenomeninde önemli roller oynadığı düşünülüyor.
CeSiI, seramik, silikon ve iyottan oluşan katmanlı bir ara-metalik kristal. Bu malzeme, elektronların manyetik spinlerle etkileşime girdiği ve normalden daha ağır bir etkili kütleye sahip olduğu ağır fermiyon malzemelerinin bir örneği. Ayrıca, CeSiI, van der Waals kristali olarak da biliniyor ve birkaç atom kalınlığında katmanlara ayrılabilen bir yapıya sahip. Bu, malzemeyi, 2D’de ortaya çıkan potansiyel kuantum özelliklerine sahip olmasının yanı sıra, diğer malzemelerle birleştirip manipüle etmeyi daha kolay hale getiriyor.
Bu malzemenin keşfi, kuantum malzeme bilimi alanında önemli bir atılımı temsil ediyor. Araştırmacılar, CeSiI’yi kuantum kritikliği arayışına dahil etmeyi planlıyorlar. Kuantum kritiklik, bir malzemenin benzersiz bir fazdan diğerine geçtiği nokta ve bu geçiş sırasında süper iletkenlik gibi ilginç fenomenlerin ortaya çıkabileceği bir alan.
CeSiI’in 2D sınırlarında manipülasyon yapılması, yeni kuantum kritiklik yollarını keşfetmeye ve yeni malzemelerin tasarımına rehberlik edebilir. Columbia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bu 2D malzemeleri, kendilerinden benzersiz kuantum davranışları çıkarmak için katmanlama, germe, dürtme ve incitme gibi yöntemlerle deney yapmaya devam edecekler.