近年来，电子工程师一直在试验可用于研究电子相关现象的新材料。范德瓦耳斯（vdW）摩尔材料对于研究这些现象特别有希望。VdW材料由强粘合的二维（2D）层组成，这些层通过较弱的色散力在第三维上结合。

另一方面，摩尔纹一词指的是当一个有间隙的不透明统治图案被放在一个类似的图案上时产生的特定图案。最近的研究揭示了具有摩尔纹图案的半导体材料在整数和分数填充因子上的稳健和相关的绝缘状态。

康奈尔大学和日本国立材料科学研究所的研究人员最近进行了一项研究，探索这些稳健相关状态的热力学特性。他们发表在《自然-纳米技术》上的论文最终表明，电容（即一个系统存储电荷的能力）在探测半导体摩尔纹材料的相关状态方面可以发挥关键作用。

最近的这项研究部分是基于同一团队之前的研究工作，该研究揭示了半导体摩尔纹材料中存在大量的电子晶体。该团队新研究的主要目标之一是通过收集热力学测量结果更好地了解这些电子晶体状态。

"我们的研究也从我们的朋友Veit Elser的理论计算中获得了灵感，他是论文的共同作者，Veit计算了一个平行板电容器的电容，该电容器将样品作为一块板，将金属栅极作为另一块板。"进行这项研究的研究人员之一Kin Fai Mak说道。

通常情况下，像Elser研究的这种平行板电容器的电容只会由其几何形状（例如，两个板之间的距离）来定义。然而，令人惊讶的是，他的计算表明，当样品板处于电子晶体的相混合中时，电容实际上可能是无限的。

这可能是巨大的，因为它可以大大增强设备存储电荷的能力。

为了在实验中测试这个想法，Mak和他的同事们测量了一个并联电容器的电容，该电容器将感兴趣的样品（即莫里埃样品）作为一块板，将一块薄金属板作为第二块板。

两块板子被一个实验上可变的距离分开。电容与样品的电子可压缩性（一个热力学量）密切相关，它是衡量电子在受到外部电场影响时的可压缩程度。

该小组仔细测量了他们的样品中的电子在暴露于外部电场时的可压缩性，作为电子密度和温度的函数。这使他们能够从现有的数据中推导出两个额外的热力学测量值（即电子熵和比热容），使用著名的和既定的热力学关系规则。

Mak说："我们研究的最重要的成就之一是与几何值相比，测量的电容得到了明显的增强。据我们所知，这可能是迄今为止报告的最大的增强。然而，由于样品紊乱，观察到的增强远远没有达到Veit最初计算所预测的无限大。人们可以想象在未来用更好的样品进行进一步的电容增强。"

这个研究小组最近收集的发现可能对电子设备的发展有重要的影响。事实上，他们的工作表明，半导体莫雷超晶格的电容可以得到明显增强，这意味着由这些材料制成的设备的电荷存储可以得到改善。

此外，该团队还收集了对半导体莫尔雷超晶格中电子晶态的热力学特性的宝贵的定量测量。在未来，这些测量可以帮助更好地理解这些奇异物质状态的性质。

热力学测量是物理学的一项重要技能，因为它有助于理解物质的许多突发量子态的性质。最近在摩尔材料中发现了许多奇异的状态（例如，超导性、相关绝缘体、电子晶体、量子反常霍尔效应等）。对这些状态进行热力学研究，肯定有助于了解这一研究领域的一些奥秘。总的来说，电容测量是一个非常有用的量子事务的诊断工具。