magiese hoek

Verlede jaar het 'n groep wetenskaplikes die resultate van navorsing aangebied wat die fisika-gemeenskap geskok het. Dit het geblyk dat velle grafeen slegs een atoom dik merkwaardige fisiese eienskappe verkry wanneer hulle teen die korrekte "magiese" hoek met betrekking tot mekaar gedraai word (1).

By die Maart-vergadering van die American Physical Society in Boston, waar die besonderhede van navorsing in hierdie perspektief aangebied sou word, het 'n skare wetenskaplikes saamgedrom. Sommige beskou die ontdekking van wetenskaplikes by die Massachusetts Institute of Technology die begin van 'n nuwe era.

Verlede jaar, 'n span fisici onder leiding van Pablo Jarillo-Herrero het 'n paar velle grafeen bo-op mekaar geplaas, die stelsel tot byna absolute nul afgekoel en die een vel 1,1 grade na die ander gedraai. Die navorsers het 'n spanning toegepas, en die stelsel het 'n soort isolator geword, waarin die interaksie tussen die atome self en die deeltjies die beweging van elektrone belemmer. Soos meer elektrone in die stelsel ingebring is, het die stelsel 'n supergeleier geword waarin elektriese lading sonder weerstand kon beweeg..

— — het Jarillo-Herrero aan Gizmodo gesê. —

Hierdie magiese effekte van hoekrotasie hou verband met die sg strepe (moiré strepe). Dit is 'n soort streeppatroon wat geskep word as gevolg van interferensie (superposisie) van twee roosters van lyne wat teen 'n sekere hoek gedraai is of aan vervorming onderworpe is (verwring in verhouding tot mekaar). As een maas byvoorbeeld op 'n plat oppervlak geplaas word en 'n ander maas word aan 'n misvormde voorwerp geheg, dan sal moiré-fraiings verskyn. Hul patroon kan baie kompleks wees, en die ligging sal afhang van die vervorming van die voorwerp wat getoets word.

Die resultate van die MIT-navorsers is deur verskeie spanne gedupliseer, hoewel verifikasie steeds aan die gang is en fisici steeds die essensie van die verskynsel ondersoek. Oor die afgelope jaar het meer as honderd nuwe referate oor hierdie onderwerp op die arXiv-bediener verskyn. Ek het onthou dat byna tien jaar gelede teoretici die verskyning van nuwe fisiese effekte in sulke geroteerde en gedraaide grafeenstelsels voorspel het. Fisici verstaan ​​egter steeds nie baie vrae oor die oorsprong van die verskynsel van supergeleiding en die aard van diëlektriese toestande in grafeen nie.

Volgens Harillo-Herrero is die belangstelling in die vak ook te wyte aan die feit dat onlangs die "warm" afdelings van fisika, d.w.s. grafeen navorsing en ander tweedimensionele materiale, topologiese eienskappe materiale (eienskappe wat nie verander ten spyte van fisiese veranderinge), super koue materie en wonderlik elektroniese verskynselswat ontstaan ​​uit die manier waarop elektrone in sommige materiale versprei word.

Maar, te opgewonde oor die nuwe ontdekking en die potensiële toepassings daarvan in elektroniese toestelle, koel sommige feite af. Die grafeenplate wat teen 'n magiese hoek gedraai word, moet byvoorbeeld 'n temperatuur van 1,7 grade Kelvin bo absolute nul handhaaf, en dit blyk dat hulle "verkies" om nie teen 'n hoek van 1,1 grade gehou te word nie - net soos twee magnete nie wil aan mekaar dieselfde pale raak. Dit is ook verstaanbaar dat materiaal so dun soos een atoom moeilik is om te manipuleer.

Jarillo-Herrero het met 'n naam vorendag gekom vir die effekte wat hy ontdek het ("twistronika"?, "rotnik"? - of dalk "moristors", van strepe?). Dit blyk dat 'n naam nodig sal wees omdat baie mense in wetenskap en tegnologie hierdie verskynsel wil navors en toepassings daarvoor soek.