magický uhol

Minulý rok skupina vedcov predstavila výsledky výskumu, ktorý šokoval fyzikálnu komunitu. Ukázalo sa, že listy grafénu s hrúbkou iba jedného atómu nadobúdajú pozoruhodné fyzikálne vlastnosti, keď sú voči sebe natočené v správnom „magickom“ uhle (1).

Na marcovom stretnutí Americkej fyzikálnej spoločnosti v Bostone, kde mali byť prezentované detaily výskumu v tejto perspektíve, sa zišiel zástup vedcov. Niektorí zvažujú objav vedcov z Massachusettského technologického inštitútu začiatok novej éry.

V minulom roku, tím fyzikov pod vedením Pabla Jarilla-Herrera umiestnil na seba pár listov grafénu, ochladil systém takmer na absolútnu nulu a jeden list otočil pod uhlom 1,1 stupňa voči druhému. Výskumníci použili napätie a systém sa stal akýmsi izolátorom, v ktorom interakcia medzi atómami a samotnými časticami bráni pohybu elektrónov. Keď sa do systému zaviedlo viac elektrónov, systém sa stal supravodičom, v ktorom sa elektrický náboj mohol pohybovať bez odporu..

— — Jarillo-Herrero povedal Gizmodovi. —

Tieto magické efekty uhlovej rotácie súvisia s tzv pruhy (moaré pruhy). Ide o druh pásikového vzoru vytvoreného ako výsledok interferencie (superpozície) dvoch mriežok čiar otočených pod určitým uhlom alebo vystavených deformácii (skreslených vo vzťahu k sebe). Ak je napríklad jedna sieťka umiestnená na rovný povrch a ďalšia sieťka je pripevnená k deformovanému predmetu, potom sa objavia moaré strapce. Ich vzor môže byť veľmi zložitý a umiestnenie bude závisieť od deformácie testovaného objektu.

Výsledky výskumníkov z MIT duplikovalo niekoľko tímov, hoci overovanie stále prebieha a fyzici stále skúmajú podstatu tohto javu. Za posledný rok sa na serveri arXiv objavilo viac ako sto nových článkov na túto tému. Spomenul som si, že takmer pred desiatimi rokmi teoretici predpovedali objavenie sa nových fyzikálnych efektov v takýchto rotovaných a skrútených grafénových systémoch. Fyzici však stále nerozumejú mnohým otázkam týkajúcim sa pôvodu fenoménu supravodivosti a podstaty dielektrických stavov v graféne.

Záujem o predmet je podľa Harillo-Herrera spôsobený aj tým, že v poslednom čase „horúce“ úseky fyziky, t.j. výskum grafénu a iné dvojrozmerné materiály, topologické vlastnosti materiály (vlastnosti, ktoré sa nemenia napriek fyzickým zmenám), super studená hmota a úžasné elektronické javyktoré vznikajú spôsobom rozloženia elektrónov v niektorých materiáloch.

Avšak, príliš nadšení z nového objavu a jeho potenciálnych aplikácií v elektronických zariadeniach, niektoré fakty ochladzujú. Napríklad grafénové pláty otočené pod magickým uhlom musia udržiavať teplotu 1,7 stupňa Kelvina nad absolútnou nulou a ukázalo sa, že by "radšej" neboli držané pod uhlom 1,1 stupňa - rovnako ako dva magnety chcú sa navzájom dotýkať rovnakých pólov. Je tiež pochopiteľné, že s materiálom tenkým ako jeden atóm sa ťažko manipuluje.

Jarillo-Herrero prišiel s názvom pre účinky, ktoré objavil ("twistronika"?, "rotnik"? - alebo možno "moristors", z pruhov?). Zdá sa, že meno bude potrebné, pretože veľa ľudí vo vede a technike chce tento fenomén skúmať a hľadať preň uplatnenie.