Quantum oscillations
ಮಂದಗೊಳಿಸಿದ ದ್ರವ್ಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಂದೋಲನಗಳು ಬಲವಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ನಕ್ಷೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಂತ್ರಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ತಂತ್ರಗಳು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಫೆರ್ಮಿಯಾನ್ಗಳ ಲ್ಯಾಂಡೌ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣದ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ. ಬಲವಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿನ ಮುಕ್ತ ಫರ್ಮಿಯಾನ್ಗಳ ಅನಿಲಕ್ಕೆ, ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳಾಗಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಲ್ಯಾಂಡೌ ಮಟ್ಟಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಂದೋಲನ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವೈವಿಧ್ಯಮಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಲ್ಯಾಂಡೌ ಮಟ್ಟಗಳು ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ದಾಟಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಫೆರ್ಮಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಆಂದೋಲನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ; ಇದು ಪ್ರತಿರೋಧ (ಶುಬನಿಕೋವ್-ಡಿ ಹಾಸ್ ಪರಿಣಾಮ), ಹಾಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಒಳಗಾಗುವಿಕೆ (ಡಿ ಹಾಸ್-ವಾನ್ ಆಲ್ಫೆನ್ ಪರಿಣಾಮ) ಸೇರಿದಂತೆ ಇದನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಅನೇಕ ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಂದೋಲನಗಳ ವೀಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಫೆರ್ಮಿ ದ್ರವ ನಡವಳಿಕೆಯ ಸಂಕೇತವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯುಪ್ರೇಟ್ಸ್ ಮತ್ತು ನಿಕ್ಟೈಡ್ಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಕಡಿಮೆ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಕ್ಯುಪ್ರೇಟುಗಳ ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿಯು ಫೆರ್ಮಿ ದ್ರವದಂತೆಯೇ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಂಡೌ ಕ್ವಾಸಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ನಂತಹ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿವೆ. 2021 ರಲ್ಲಿ ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು "ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಫೋನಾನ್ ದ್ರವ" ಎಂಬ ಊಹಿಸಲಾದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಈಗಾಗಲೇ ತಿಳಿದಿರುವ ಕಣ-ಕ್ವಾಸಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ಥಿತಿಯು ಎಕ್ಸಿಟಾನ್-ಪೋಲರಿಟಾನ್ ದ್ರವವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಯೋಗ ಮುಕ್ತ ಆವೇಶದ ಫರ್ಮಿಯಾನ್ಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪೂರ್ಣಾಂಕ-ಮೌಲ್ಯದ ಲ್ಯಾಂಡೌ ಮಟ್ಟಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಫರ್ಮಿಯಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ, ಲ್ಯಾಂಡೌ ಮಟ್ಟಗಳು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ "ಬೀಳುತ್ತವೆ". ಇದು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ರಮಿತ ಮಟ್ಟದ ವೀಕ್ಷಿಸಿದ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ (ಹಾಲ್ ವಾಹಕತೆಯ, ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯ ಮತ್ತು ಒಳಗಾಗುವಿಕೆ ಸೇರಿದಂತೆ). ಈ ಆಂದೋಲನಗಳ ಆವರ್ತಕತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗೀಯ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅಕ್ಷವು ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಬದಲಾದರೆ, ಇದೇ ರೀತಿಯ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲ್ಯಾಂಡೌ ಕಕ್ಷೆಗಳು ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿದಾಗಲೆಲ್ಲಾ ಆಂದೋಲನಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ಫೆರ್ಮಿ ಗೋಳದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ನಕ್ಷೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನಂತಹ ಶೋಧಕಗಳ ಮೂಲಕ ವೈಬಿಎ2ಸಿಯು3ಒ6 + ಎಕ್ಸ್ನಂತಹ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ಯುಪ್ರೇಟ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಈ ಹಂತಗಳು ಫರ್ಮಿ-ಅಲ್ಲದ ದ್ರವಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಲ್ಯಾಂಡೌ ಕ್ವಾಸಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅವುಗಳ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ನಿಗ್ರಹಿಸಿದರೆ, ಇದು ಫೆರ್ಮಿಯೋನಿಕ್ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾದ ಕ್ವಾಸಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಈ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಶೋಧನೆಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಭಿನ್ನಾಭಿಪ್ರಾಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಡಿ ಹಾಸ್-ವಾನ್ ಆಲ್ಫೆನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಶುಭ್ನಿಕೋವ್-ಡಿ ಹಾಸ್ ಪರಿಣಾಮ ಲ್ಯಾಂಡೌ ಮಟ್ಟಗಳು ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಮಂದಗೊಳಿಸಿದ ದ್ರವ್ಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್