2D层的微小旋转可以显着改变材料特性

仅由一层碳原子组成的材料石墨烯的发现是全球种族的起始信号:如今,所谓的“ 2D材料”是由不同类型的原子制成的。亚博网站下载在传统较厚的材料中通常没有发现非常特殊的材料特性的原子薄层。亚博网站下载

现在,另一章被添加到了这一研究领域:如果将两个这样的2D层以正确的角度堆叠,甚至会出现更多的新可能性。

正如Tu Wien和Tu Wien和德克萨斯大学(Austin)的研究团队现已能够展示的,两层相互作用的原子相互作用产生了复杂的几何模式,并且这些模式对材料特性产生了决定性的影响。声子 - 原子的晶格振动 - 受到将两个材料层彼此放在顶部的角度的显着影响。因此,通过这种层的微小旋转,人们可以显着改变材料特性。

Moiré效果

基本想法可以在家中使用两个飞行屏幕表进行尝试 - 或其他任何可以彼此放置的常规网格:如果两个网格都完全一致地彼此一致,那么您几乎无法从上面分辨出它是一个或两个网格。结构的规律性没有改变。

但是,如果您现在以小角度将一个网格转动,则在某些地方,网格的网格点大致匹配,而其他地方则没有。这样,有趣的模式出现了 - 这是众所周知的莫伊尔效应。

您可以使用两个材料层的原子晶格做同样的事情,”Tu Wien理论物理研究所的Lukas Linhart博士说。值得注意的是,这可以极大地改变某些材料特性 - 例如,如果以正确的方式将这种材料的两层组合在一起,石墨烯将成为超导体。

“我们研究了二硫化钼的层,这些二硫化物与石墨烯一起可能是最重要的2D材料之一,”亚博网站下载弗洛里安·利比施(Florian Libisch)教授说,他在Tu Wien上领导该项目。“如果将这些材料的两层放在彼此的顶部,所谓的范德华力在这两个层的原子之间出现。它们是相对较弱的力系统。”

在精心设计的计算机模拟中,研究团队分析了由这些较弱的额外力引起的新双层结构的量子机械状态,这如何影响两层中原子的振动。

旋转角度很重要

“如果您互相扭曲两层,范德华的力会使两层的原子稍微改变其位置,”来自奥斯汀的UT得克萨斯州的Jiamin Quan博士说。他领导了德克萨斯州的实验,该实验证实了计算的结果:旋转角可用于调整材料中物理上可能的原子振动。

“就材料科学而言,以这种方亚博网站下载式控制声亚博老虎机网登录子振动是一件重要的事情,”卢卡斯·林哈特(Lukas Linhart)说”以前已经知道,可以通过将两层连接在一起,可以通过将两层连接在一起来更改2D材料的电子性质。但是,材料中的机械振荡也可以通过现在为我们打开新的可能性,这一事实也可以控制。声子和电磁特性密切相关。通过材料中的振动,可以以控制方式干预重要的多体效应。”

在对声子的第一个描述后,研究人员现在试图描述声子和电子组合,希望更多地了解有关超导性的重要现象。

因此,物质 - 物理的莫伊尔效应使2D材料的研究领域变得更加丰富 - 并增加了继续寻找具有以前无法实现的特性的新的分层材料的机会,并可以将2D材料用作实验平台,以实现非亚博网站下载常基本的属性固体。

来源:https://www.tuwien.at/en/

告诉我们你的想法

您是否有评论,更新或想添加到此新闻故事中的任何内容?

留下您的反馈
您的评论类型
提交