บาคาร่าเว็บตรง คำอธิบายใหม่ปรากฏขึ้นสำหรับความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่แข็งแกร่งในกราฟีนสามชั้น

บาคาร่าเว็บตรง กราฟีนเป็นแผ่นอะตอมคาร์บอนบางแผ่นที่จัดเรียงเป็นโครงตาข่ายหกเหลี่ยม 2 มิติ เมื่อแผ่นกราฟีนสองแผ่นวางทับกันและไม่อยู่ในแนวเดียวกันเล็กน้อย ตำแหน่งของอะตอมจะทำให้เกิดรูปแบบมัวเรหรือซุปเปอร์แลตทิซที่ “ยืดออก” ซึ่งจะเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนของพวกมันอย่างมาก ระดับความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญมาก: ในปี 2018 

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ 

(MIT) ค้นพบว่าที่มุม “มหัศจรรย์” ที่ 1.1° วัสดุจะเปลี่ยนจากการเป็นฉนวนเป็นตัวนำยิ่งยวด คำอธิบายสำหรับสิ่งนี้คือพฤติกรรมคือ เช่นเดียวกับกรณีของตัวนำยิ่งยวดทั่วไป อิเล็กตรอนที่มีสปินตรงข้ามจับคู่กันเพื่อสร้าง “คูเปอร์คู่” ที่เคลื่อนที่ผ่านวัสดุที่ไม่มีความต้านทานต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญT c (ในกรณีนี้คือ 1.7 K)

สามปีต่อมา นักทดลองของฮาร์วาร์ดสังเกตเห็นสิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นในกราฟีนสามชั้น (สี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน)ซึ่งพวกเขาทำโดยการซ้อนวัสดุสามแผ่นในมุมบิดเล็ก ๆ โดยมีเครื่องหมายตรงข้ามกัน ในงานของพวกเขา มุมบิดระหว่างชั้นบนและชั้นกลางคือ 1.5 ° ในขณะที่ระหว่างชั้นกลางและชั้นล่างคือ -1.5 ° นักวิจัยพบว่ากราฟีนสามชั้นยังคงเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงกว่าในกราฟีนสองชั้นด้วยการวัดกระแสที่ไหลผ่านชั้นต่างๆ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับพวกมัน แท้จริงแล้วT c . ที่วัดได้สูงกว่า 40% ที่ 2.3 K. พวกเขายังพบหลักฐานของบางสิ่งที่น่าประหลาดใจยิ่งกว่านั้น: ตัวนำยิ่งยวดในระบบไตรเลเยอร์ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างอิเล็กตรอนมากกว่าอิเล็กตรอนที่อ่อนแอเช่นในกรณีของตัวนำยิ่งยวดทั่วไปส่วนใหญ่

allotrope ธรรมชาติของคาร์บอน

วัสดุกราฟีนแบบ bilayer และ trilayer ในการศึกษาเหล่านี้จะต้องสร้างขึ้นทีละชั้น และความไม่เสถียรทางกลของวัสดุเหล่านี้ทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนบางอย่างสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการอธิบายคุณสมบัติของพวกมัน ด้วยเหตุผลนี้ นักทฤษฎีที่นำโดยMaksym SerbynและAreg Ghazaryanจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (IST) ออสเตรียและErez Berg  และTobias Holder จาก สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmannของอิสราเอลจึงเลือกที่จะศึกษาความเป็นตัวนำยิ่งยวดในกราฟีนไตรเลเยอร์สามชั้นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนแทน แม้ว่าจะหายาก แต่ allotrope ของคาร์บอนนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติและมีความเสถียรทางกลไก

ในเอกสารนี้ นักวิจัยได้ระบุปรากฏการณ์เพิ่มเติมอีกสองปรากฏการณ์ที่พวกเขากล่าวว่าเป็นการยากที่จะคืนดีกับความเป็นตัวนำยิ่งยวดทั่วไป ประการแรก Ghazaryan อธิบายคือ เหนืออุณหภูมิเกณฑ์ที่ประมาณ 13 K ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุควรเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม งานทดลองก่อนหน้านี้พบว่าอัตราการเพิ่มขึ้นยังคงที่ถึง 23 K.

ปรากฏการณ์ที่สองคือการจับคู่ระหว่างอิเล็กตรอนของสปินตรงข้ามหมายถึงการมีเพศสัมพันธ์ที่ขัดแย้งกับคุณลักษณะอื่นที่สังเกตได้จากการทดลอง: การปรากฏตัวของการกำหนดค่าในบริเวณใกล้เคียงซึ่งสปินอยู่ในแนวเดียวกัน – นั่นคือแม่เหล็ก “ในงานของเรา เราแสดงให้เห็นว่าข้อสังเกตทั้งสองนี้สามารถอธิบายได้ หากสันนิษฐานว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนทำให้เกิด ‘กาว’ ที่ยึดอิเล็กตรอนไว้ด้วยกัน” Serbyn กล่าวเสริม “สิ่งนี้นำไปสู่ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ไม่เป็นทางการ”

กราฟีนมุมมายากลเปลี่ยนจากตัวนำยิ่งยวดเป็นเฟอร์โรแม่เหล็ก

นักทฤษฎียังพบว่าวัสดุดังกล่าวมีสองพื้นผิวที่เรียกว่า Fermi (ขอบเขตระหว่างสถานะพลังงานอิเล็กตรอนที่ว่างและว่างซึ่งกำหนดคุณสมบัติหลายอย่างของโลหะและเซมิคอนดักเตอร์) ที่มีรูปร่างเป็นวงกลม ตามทฤษฎีจากทศวรรษ 1960พื้นผิววงกลมดังกล่าวสนับสนุนกลไกสำหรับการนำยิ่งยวดโดยอาศัยปฏิกิริยาของอิเล็กตรอนเท่านั้น

สิ่งสำคัญคือโมเดลได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับประเภทของการสแกน MRI ของศีรษะที่ใช้เป็นประจำในการตรวจทางคลินิก ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับความผิดปกติโดยใช้การสแกนแบบถ่วงน้ำหนักด้วยแกน T2 ซึ่งเป็นลำดับที่ได้บ่อยที่สุดสำหรับการตรวจหาพยาธิสภาพในการตั้งค่าทางคลินิกทั่วโลก

ทีมงานได้ฝึกอบรมและทดสอบแบบจำลองคอมพิวเตอร์วิทัศน์ที่ใช้ CNN จำนวนหนึ่งในชุดย่อยต่างๆ ของข้อมูลที่ติดฉลาก NLP ในแต่ละกรณี ข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นชุดการฝึก (85%) และชุดตรวจสอบความถูกต้อง (15%) โดยการประเมินแบบจำลองขั้นสุดท้ายจะดำเนินการกับชุดทดสอบของภาพที่มีป้ายกำกับมาตรฐานอ้างอิงซึ่งกำหนดโดยนักประสาทวิทยา

โมเดลประสบความสำเร็จอย่างรวดเร็ว (น้อยกว่า 5 วินาที) และจำแนกประเภทได้อย่างแม่นยำจากการสแกนด้วย T2 แบบถ่วงน้ำหนักตามแนวแกนในชุดค่าผสมการฝึกอบรมและการทดสอบทั้งหมด การแก้ไขเสียงรบกวนนำไปสู่การปรับปรุงเล็กน้อยแต่มีนัยสำคัญทางสถิติในทุกกรณี ที่สำคัญ แบบจำลองที่ได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับการสแกนจากโรงพยาบาลแห่งหนึ่งและทดสอบกับการสแกนจากอีกแห่งนั้นมีประสิทธิภาพการจำแนกประเภทที่ลดลงเล็กน้อย ซึ่งบ่งชี้ว่าแบบจำลองเหล่านี้เหมาะสำหรับแผนกรังสีวิทยาโดยทั่วไป

เพื่อเป็นเป้าหมายรอง ทีมงานได้ตรวจสอบมูลค่าเพิ่มของการใช้การสแกนแบบถ่วงน้ำหนักแบบกระจายตามแนวแกน ซึ่งดำเนินการในการสอบ MRI ของศีรษะหลายครั้งด้วย โมเดลที่ได้รับการฝึกอบรมและทดสอบโดยใช้การสแกนที่มีอยู่ทั้งหมดได้รับการจำแนกประเภทที่แม่นยำโดยใช้การสแกนแบบถ่วงน้ำหนักแบบกระจายเพียงอย่างเดียว อย่างไรก็ตาม แบบจำลองทั้งมวลซึ่งใช้ค่าเฉลี่ยการคาดการณ์ของทั้งสองโมเดลนั้นทำให้การจัดหมวดหมู่มีการปรับปรุงเล็กน้อย บาคาร่าเว็บตรง