Experimentele natuurkundigen hebben verschillende metingen van kwantummaterialen gecombineerd tot één in hun voortdurende zoektocht om meer te leren over het manipuleren en controleren van het gedrag ervan voor mogelijke toepassingen. Ze hebben er zelfs een term voor bedacht:Magneto-elastoresistance, of MEER.

Wetenschappers in de fysica van de gecondenseerde materie van het Ames Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy hebben een lange geschiedenis in het onderzoeken van "rare" materialen, volgens Paul Canfield, Ames Lab-fysicus, Distinguished Professor en de Robert Allen Wright Professor of Physics and Astronomy aan de Iowa State University.

"Weird" betekent in dit geval metallische en semi-metallische verbindingen die magnetische, supergeleidend, of andere eigenschappen die nuttig kunnen zijn in technische toepassingen zoals quantum computing. Om die verbindingen te dwingen hun geheimen te onthullen, echter, experimentatoren moeten prikken, prik, en meet de materialen om te zien hoe en hoeveel ze reageren.

Canfield en zijn collega-onderzoekers bestudeerden systematisch WTe ₂ , een halfmetaal, door het bloot te stellen aan elektrische stroom, magnetisch veld, en spanning door duwen en trekken. Het meten van weerstand onder een combinatie van extern magnetisch veld en spanning was iets dat nog niet eerder in enige systematische kwestie was bestudeerd.

Ze ontdekten dat het materiaal reageerde met grote veranderingen in elastoreweerstand en dat het verder gecontroleerd kon worden door een magnetisch veld, vooral bij lage temperaturen.

Door experimentele bevindingen te koppelen aan dichtheidsfunctionaaltheorie en modellering, "we hebben kunnen aantonen dat MER verband houdt met de herverdeling van dragers uit verschillende banden (d.w.z. heavy hole band, lichtgat en elektronenband)" zei Na Hyun Jo, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij Ames Laboratory. "Dit betekent dat het ontwerpen van WTe2 en anderen zoals het mogelijk is voor toekomstige toepassingen."

Wetenschapper Sergey Bud'ko was blij met de uitkomst van het experiment, met een groot effect in MER, bewijzen aan de grotere wetenschappelijke gemeenschap dat het een waardige manier is om naar vergelijkbare effecten in vergelijkbare materialen te zoeken en te leren hoe en wanneer ze zullen optreden. "Hoewel we de afgelopen decennia een aantal van deze materialen met grote magnetoweerstand hebben onderzocht, we beginnen nu pas een idee te krijgen waarom sommige materialen dit aantonen en andere niet; hier openen we de deur naar een duidelijkere theoretische verklaring van hun eigenschappen."

Het onderzoek wordt verder besproken in de paper, "Magneto-elastoresistance in WTe2:onderzoek naar elektronische structuur en extreem grote magnetoweerstand onder spanning, " geschreven door Na Hyun Jo, Lin Lin Wang, Peter P. Orth, Sergey L. Bud'ko en Paul C. Canfield; en gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .