Effet Hall quantique :
À très basse température et en présence de champs magnétiques puissants, les matériaux en couches peuvent présenter l’effet Hall quantique (QHE). Ce phénomène entraîne la quantification de la conductance électrique, où la conductance prend des valeurs discrètes spécifiques. Le QHE est dû à la formation d’états électroniques localisés près des bords du matériau, qui sont influencés par le champ magnétique.
Supraconductivité :
Certains matériaux en couches, tels que le graphite intercalé et certains TMD, présentent une supraconductivité lorsqu'ils sont refroidis à des températures extrêmement basses. La supraconductivité est la capacité d'un matériau à conduire l'électricité avec une résistance nulle. Dans les matériaux en couches, la supraconductivité peut émerger en raison des interactions entre les électrons au sein des couches et les espèces ou défauts intercalés.
Transition de l'isolant Mott :
Les matériaux en couches peuvent subir une transition d'un état métallique à un état d'isolant Mott lorsque les corrélations électroniques au sein du matériau deviennent fortes. Dans l'état isolant de Mott, le matériau devient électriquement isolant en raison de la localisation des électrons. Cette transition est provoquée par la répulsion coulombienne entre les électrons, qui dépasse l'énergie cinétique qui permettrait normalement la libre circulation des électrons.
État de l'isolant excitonique :
Dans certains semi-conducteurs en couches, tels que les dichalcogénures de métaux de transition, un état isolant excitonique peut se former à basse température. Dans cet état, les électrons et les trous (absence d’électrons) se lient étroitement pour former des excitons, qui sont en réalité des quasi-particules neutres. L’état isolant excitonique entrave le transport des porteurs de charge, ce qui entraîne un comportement isolant.
Valleytronics :
Les matériaux en couches, en particulier les TMD, possèdent des structures de bandes électroniques uniques qui donnent lieu à des degrés de liberté en vallée. Les vallées sont des régions de l'espace d'impulsion où les bandes de conduction et de valence se touchent, et elles peuvent être peuplées de manière sélective d'électrons ou de trous. Cette propriété permet l'électronique basée sur les vallées, ou Valleytronics, qui implique la manipulation d'indices de vallées pour le stockage et le traitement des informations.
État de l'isolant topologique :
Les matériaux nécessaires ne doivent pas être utilisés pour l'isolation topologique. Это состояние Возникает из-за наличичия топelette фектов В материале. Топологtures ээеект холла.
Pousser les matériaux en couches dans des conditions extrêmes peut révéler ces phénomènes fascinants, offrant de nouvelles perspectives sur la physique fondamentale de ces matériaux et ouvrant la voie à des applications technologiques potentielles. Ces conditions extrêmes peuvent être obtenues par divers moyens, tels que des températures basses, des pressions élevées, des champs magnétiques puissants ou des modifications chimiques, chacun pouvant induire des changements distincts dans les propriétés du matériau. En explorant ces régimes extrêmes, les scientifiques visent à débloquer de nouvelles fonctionnalités et à manipuler les propriétés des matériaux avec une précision sans précédent, conduisant ainsi à des progrès dans des domaines tels que l'électronique, la spintronique et l'informatique quantique.
