Nuo vaikystės esame įpratę, kad pridedant vieną obuolį prie kito, jūs gaunate du obuolius. Tas pats nutinka ir su pieštukais, rašomosiomis mašinėlėmis ir balionais. O fizikoje tai nebūtinai būna. Jei atsinešite du vienatūrio storio plėveles, pavyzdžiui, grafeną, pakankamai arti nedidelio atstumo, gausite naują medžiagą.
Tokiu atveju mes vis tiek turėsime du atskirus objektus, kuriuos iš principo galima atitraukti. Tarp jų sąveiką lemia van der Waalso jėgos - santykinai silpna tarptominė elektromagnetinė sąveika. Rezultatas yra nauja medžiaga (heterostruktūra), kurios savybes lemia ne tiek jos cheminė sudėtis, kiek sluoksnių išdėstymas. Dviejų (ar daugiau) sluoksnių plėvelė gali būti sulenkta ir susukta - ir tai taip pat lemia jo fizinių savybių pasikeitimą.
- „Salik.biz“
Panašūs eksperimentai su grafenu buvo daromi daugelį metų, tačiau grafenas šiuo atveju nėra labai įdomus. Esant tokioms sąlygoms, prie kurių esame įpratę, joje nėra draudžiamo tarpo, kuris paverčia medžiagą puslaidininkiu, norint ją sukurti, reikia ypatingų pastangų. Tačiau yra ir kitų medžiagų.
Šiuo atveju Šefildo universiteto (Didžioji Britanija) tyrėjai naudojo van der Waalso heterostruktūras, pagamintas iš pereinamųjų metalų dichalkogenidų. Čia tinka mažas nukrypimas. Chalkogenai yra cheminiai 16-osios periodinės lentelės grupės elementai: stulpelis, prasidedantis deguonimi ir siera iš viršaus ir baigiant radioaktyviu kepenų moriumu. Pereinamųjų metalų yra daug, kasdieniame gyvenime mes geriausiai pažįstame varį, molibdeną ir cinką.
Tyrėjai sudėjo molibdeno disilenido (MoSe2) ir volframo disulfatų (WS2) sluoksnių „sumuštinį“. Gautos medžiagos laidumas periodiškai keičiasi taip pat, kaip moire efektas atsiranda ant dviejų sulankstytų tiulio užuolaidų.
Kaip teigė Šefildo universiteto profesorius Aleksandras Tartakovskis, medžiagos daro įtaką viena kitai ir keičia viena kitos savybes, todėl jos turėtų būti traktuojamos kaip visiškai nauja metamaterija, pasižyminti unikaliomis savybėmis, todėl vienas pliusas nesuteikia dviejų. Mokslininkai taip pat nustatė, kad hibridizacijos laipsnis labai priklauso nuo „sumuštinio“susukimo, kurio metu keičiasi atstumas tarp kiekvieno sluoksnio atominių gardelių.
„Mes nustatėme, kad susisukę heterostruktūros sluoksniai sukuria naują supraatominį periodiškumą, vadinamą pelėsio viršįtampiu“, - sako Tartakovskis. Moire superlepsnis, kurio sukimosi laikotarpis priklauso nuo to, kaip hibridizuojasi dviejų puslaidininkių savybės “.
Profesorius Tartakovskis pridūrė: „Atsiranda sudėtingesnis atomų plonų medžiagų sąveikos vaizdas van der Waalso heterostruktūrose. Tai yra įdomu, nes tai suteikia prieigą prie daugybės medžiagų savybių, tokių kaip pasukamas derinamas kintamasis laidumas, optinės savybės, magnetizmas ir kt. Tai gali ir bus naudojama kaip naujas laisvės laipsnis kuriant prietaisus, paremtus dvimatėmis medžiagomis. “
Reklaminis vaizdo įrašas:
Detalesnę informaciją galite perskaityti „Nature“paskelbtame straipsnyje.
Sergejus Sysoevas