Автор AZoNano 24 февраля 2021 г.

Графен – это двумерный материал, полностью состоящий из углерода. Он продемонстрировал замечательные свойства, такие как гибкость, прозрачность, а также теплопроводность и электрическую проводимость.

Вместе эти свойства становятся завораживающими, особенно в век гибкой электроники и сенсорных экранов.

В отличие от трехмерных материалов, графен имеет высоту, уменьшенную до предельного размера атома. Следовательно, это самолет с атомом углерода .

Жан-Кристоф Шарлье, профессор и специалист по наноскопической физике, Институт конденсированных сред и нанонаук, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

В статье, опубликованной в журнале Nature исследователь и его группа исследовали поведение электронов, когда два слоя графена, наложенные под углом 1,1 ° (так называемый «магический угол»), создают эффект муара. . Этот оптический эффект хорошо знаком модным специалистам, художникам и фотографам и включает в себя фигуру, состоящую из светлых и темных областей, возникающих в результате наложения двух решеток.

Когда два слоя графена накладываются под этим магическим углом, они вызывают сверхпроводимость. Поэтому они проводят электричество без какого-либо сопротивления . Мы показали, что две скрученные таким образом плоскости графена взаимодействуют и приводят к перестройке атомов в домены, где электроны захватываются и локализуются в пространстве .

Жан-Кристоф Шарлье, профессор и специалист по наноскопической физике, Институт конденсированных сред и нанонаук, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Это свойство считается полезным для транспортировки электроэнергии без потерь энергии. Но по самой своей природе электроны имеют тенденцию отталкиваться друг от друга из-за их соответствующих отрицательных зарядов.

Чтобы ограничить свои взаимодействия, электроны могут организовать себя, выровняв свой спин, который придает им магнитные свойства, или образуя изолятор, или спариваясь, чтобы произвести сверхпроводимость .

Жан-Кристоф Шарлье, профессор и специалист по наноскопической физике, Институт конденсированных сред и нанонаук, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Это последний случай, когда речь идет о двухслойном графене, скрученном под магическим углом. Более того, исследователи продемонстрировали, что фононы – атомные частицы, которые вызывают колебания в твердых материалах – также захватываются в доменах, созданных скрученным графеном.

Производство новых 2D-материалов и наблюдение за замечательными свойствами, которые могут быть достигнуты с их помощью, привели к увлечению твистроникой, вызванному концепцией возможности когда-нибудь создавать конструкции с предпочтительными свойствами «кирпич за кирпичиком», или обобщить знания о простых материалах, таких как графен, на более сложные материалы, что позволит улучшить управление сверхпроводящими системами или их производительность в повседневной жизни.

Некоторыми примерами являются сверхпроводящие катушки в японских поездах магнитной левитации (Maglev), которые поднимаются над рельсами, или сверхпроводящий магнит, используемый в оборудовании для магнитно-резонансной томографии (MRI).

Ссылка на журнал:

Gadelha, A.C, и др. . (2021) Локализация динамики решетки в малоугловом скрученном двухслойном графене. Природа . doi.org/10.1038/s41586-021-03252-5.

Источник: https://uclouvain.be/fr/index.html[19459008visible