magisk vinkel
Förra året presenterade en grupp forskare resultaten av forskning som chockade fysiksamhället. Det visade sig att ark av grafen som endast är en atoms tjocka får anmärkningsvärda fysikaliska egenskaper när de roteras i rätt "magisk" vinkel i förhållande till varandra (1).
Vid American Physical Societys möte i mars i Boston, där detaljerna i forskningen i detta perspektiv skulle presenteras, samlades en skara vetenskapsmän. Vissa anser upptäckten av forskare vid Massachusetts Institute of Technology början på en ny era.
Förra året ett team av fysiker ledda av Pablo Jarillo-Herrero placerade ett par ark grafen ovanpå varandra, kylde systemet till nära absolut noll och roterade det ena arket i en vinkel på 1,1 grader mot det andra. Forskarna applicerade en spänning och systemet blev en slags isolator, där interaktionen mellan själva atomerna och partiklarna hindrar elektronernas rörelse. När fler elektroner infördes i systemet blev systemet en supraledare där elektrisk laddning kunde röra sig utan motstånd..
— — Jarillo-Herrero berättade för Gizmodo. —
Dessa magiska effekter av vinkelrotation är relaterade till den så kallade Ränder (moiré-ränder). Detta är ett slags randmönster skapat som ett resultat av interferens (superposition) av två rutnät av linjer som roteras i en viss vinkel eller utsätts för deformation (förvrängda i förhållande till varandra). Om till exempel ett nät placeras på en plan yta och ett annat nät fästs på ett deformerat föremål, kommer moiréfransar att dyka upp. Deras mönster kan vara mycket komplext, och platsen kommer att bero på deformationen av föremålet som testas.
Resultaten från MIT-forskarna har duplicerats av flera team, även om verifiering fortfarande pågår och fysiker fortfarande undersöker essensen av fenomenet. Under det senaste året har mer än hundra nya tidningar om detta ämne dykt upp på arXiv-servern. Jag kom ihåg att för nästan tio år sedan förutspådde teoretiker uppkomsten av nya fysiska effekter i sådana roterade och vridna grafensystem. Men fysiker förstår fortfarande inte många frågor om ursprunget till fenomenet supraledning och arten av dielektriska tillstånd i grafen.
Enligt Harillo-Herrero beror intresset för ämnet också på att på senare tid de ”heta” grenarna av fysiken, d.v.s. grafen forskning och andra tvådimensionella material, topologiska egenskaper material (egenskaper som inte förändras trots fysiska förändringar), superkall materia och underbart elektroniska fenomensom härrör från hur elektroner är fördelade i vissa material.
Men, överdrivet exalterad över den nya upptäckten och dess potentiella tillämpningar i elektroniska enheter, svalnar vissa fakta. Till exempel måste grafenarken som roteras i en magisk vinkel hålla en temperatur på 1,7 grader Kelvin över den absoluta nollpunkten, och det visar sig att de "föredrar" att inte hållas i en vinkel på 1,1 grader - precis som två magneter inte gör det. vill röra varandra i samma poler. Det är också förståeligt att material så tunt som en atom är svårt att manipulera.
Jarillo-Herrero kom på ett namn för effekterna han upptäckt ("twistronika"?, "rotnik"? - eller kanske "moristors", från ränder?). Det verkar som att ett namn kommer att behövas eftersom många inom vetenskap och teknik vill forska om detta fenomen och leta efter tillämpningar för det.
