Materiały 2D z „skrętem” wykazują nieoczekiwane zachowanie elektroniki, które przeczy przewidywaniom teoretycznym

W poszukiwaniu nowych materiałów, które umożliwią bardziej wydajną elektronikę, naukowcy badają tak zwane materiały 2D. Są to arkusze o grubości zaledwie jednego atomu, które mogą mieć wszelkiego rodzaju interesujące właściwości elektroniczne. Jeśli dwa arkusze zostaną umieszczone jeden na drugim pod określonym kątem, może to prowadzić do nowych właściwości, takich jak nadprzewodnictwo. Antonija Grubišić-Čabo, naukowiec zajmujący się materiałami z Uniwersytetu w Groningen, wraz ze współpracownikami zbadała taki „skręcony” materiał i odkryła, że ​​zaprzecza on przewidywaniom teoretycznym.

Praca jest opublikowany w dzienniku Materiały do ​​przeglądu fizycznego.

Wraz z kolegami z Polski, Niemiec, Francji i Włoch Grubišić-Čabo i jej zespół badali arkusze materiału 2D zwanego dwusiarczkiem wolframu. Zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, gdy dwa arkusze (tzw. dwuwarstwa) są ułożone pod kątem 4,4 stopnia, elektrony w materiale powinny wykazywać zbiorowe zachowanie.

„A kiedy są tak blisko ze sobą powiązane, ich zbiorowe zachowanie może stworzyć nowe, fascynujące efekty” – mówi Giovanna Feraco, pierwsza autorka badania.

Nie zaobserwowała jednak w eksperymentach tego zbiorowego zachowania, które można wytłumaczyć interakcjami między atomami w dwuwarstwie. Skręt zwykle umożliwia takie interakcje.

„Ale badając strukturę elektronową w dwuwarstwie odkryliśmy, że materiał ten ma tendencję do „relaksowania się” w duże, nieskręcone obszary” – wyjaśnia Feraco. Z technicznego punktu widzenia, skręcona dwuwarstwa częściowo powraca do nieskręconej konfiguracji o niższej energii.

Odkrycie to podkreśla znaczenie zrozumienia, w jaki sposób dwa arkusze dwuwarstwy tworzą różne obszary o różnych właściwościach. Badanie zwiększyło także zdolność naukowców do przewidywania zachowania struktur 2D i manipulowania nimi, torując drogę przyszłym zastosowaniom w różnych typach elektroniki.