čarobni kut

Prošle je godine skupina znanstvenika predstavila rezultate istraživanja koji su šokirali fizičarsku zajednicu. Ispostavilo se da listovi grafena debljine samo jednog atoma poprimaju izvanredna fizička svojstva kada se okreću pod točnim "čarobnim" kutom jedan u odnosu na drugi (1).

Na ožujskom sastanku Američkog fizikalnog društva u Bostonu, gdje su trebali biti predstavljeni detalji istraživanja u ovoj perspektivi, okupilo se mnoštvo znanstvenika. Neki smatraju otkrićem znanstvenika s Massachusetts Institute of Technology početak nove ere.

Prošle godine tim fizičara predvođen Pablom Jarillo-Herrerom postavio je par listova grafena jedan na drugi, ohladio sustav do gotovo apsolutne nule i zarotirao jedan list pod kutom od 1,1 stupanj u odnosu na drugi. Istraživači su primijenili napon, a sustav je postao neka vrsta izolatora, u kojem interakcija između samih atoma i čestica ometa kretanje elektrona. Kako je u sustav ulazilo više elektrona, sustav je postajao supravodič u kojem se električni naboj mogao kretati bez otpora..

— — rekao je Jarillo-Herrero za Gizmodo. —

Ovi magični učinci kutne rotacije vezani su uz tzv pruge (moiré pruge). Ovo je vrsta prugastog uzorka koji nastaje kao rezultat interferencije (superpozicije) dviju mreža linija zakrenutih pod određenim kutom ili podvrgnutih deformaciji (iskrivljene jedna u odnosu na drugu). Ako se, primjerice, jedna mrežica postavi na ravnu površinu, a druga se pričvrsti na deformirani predmet, tada će se pojaviti moiré resice. Njihov uzorak može biti vrlo složen, a mjesto će ovisiti o deformaciji predmeta koji se ispituje.

Rezultate istraživača s MIT-a umnožilo je nekoliko timova, iako je provjera još u tijeku, a fizičari još uvijek istražuju bit fenomena. Tijekom protekle godine na serveru arXiv pojavilo se više od stotinu novih radova na ovu temu. Prisjetio sam se da su prije gotovo deset godina teoretičari predvidjeli pojavu novih fizičkih učinaka u takvim rotiranim i upletenim sustavima grafena. Međutim, fizičari još uvijek ne razumiju mnoga pitanja koja se tiču ​​podrijetla fenomena supravodljivosti i prirode dielektričnih stanja u grafenu.

Prema Harillo-Herrero, interes za predmet je i zbog činjenice da su u posljednje vrijeme "vrući" dijelovi fizike, tj. istraživanja grafena i drugi dvodimenzionalni materijali, topološka svojstva materijali (karakteristike koje se ne mijenjaju unatoč fizičkim promjenama), super hladna materija i divno elektronički fenomenikoji proizlaze iz načina na koji su elektroni raspoređeni u nekim materijalima.

No, pretjerano uzbuđeni novim otkrićem i njegovom potencijalnom primjenom u elektroničkim uređajima, neke činjenice hlade. Na primjer, listovi grafena zakrenuti pod magičnim kutom moraju održavati temperaturu od 1,7 stupnjeva Kelvina iznad apsolutne nule, a ispada da bi "radije" da se ne drže pod kutom od 1,1 stupanj - baš kao što dva magneta ne drže žele dodirivati ​​jedni druge iste polove. Također je razumljivo da je materijalom tankim poput jednog atoma teško manipulirati.

Jarillo-Herrero je smislio naziv za efekte koje je otkrio ("twistronika"?, "rotnik"? - ili možda "moristors", od pruga?). Čini se da će ime biti potrebno jer mnogi ljudi u znanosti i tehnologiji žele istraživati ​​ovaj fenomen i tražiti mu primjenu.