Sciencemag.cz
Doporučujeme
Twistrony: Unikátní vlastnosti 2D materiálů se ještě zvýrazňují, pokud na sebe přesně umístíme několik plochých vrstev. A pokud těmito vrstvami začneme navíc vůči sobě otáčet…
Vědci v Columbia University nyní v Science nenavrhují pouze samotnou technologii výroby materiálů na míru, ale přímo „twistronickou elektroniku“ – tj. posouvání a otáčení vrstev budeme provádět za běhu a tím vlastnosti 2D vrstev přepínat.
Je to samozřejmě technologický problém, takže autoři studie (Cory Dean, James Hone a kol.) představili především postupy, jak přesně připravit nějaké uspořádání jak ho dále měnit. V první řadě se soustředili na grafen, ale samotná technika by měla být univerzální. Například grafen na nitridu bóru má podle natočení různou velikost zakázaného pásu. Grafen náhodně položený na nitrid bóru se chová jako běžný grafen, při zarovnání atomů ale zakázaný pás roste a zvýrazňuje se chování grafenu jako polovodiče, mění se i vlastnosti optické a mechanické.
Dále viz např.:
Grafen jako Mottův izolátor i supravodič
Zde se přímo popisuje, jak podivné elektrické vlastnosti grafenu ještě vzrostou, pokud dvě vrstvy na sobě otočíme vůči sobě přesně o 1,1 stupně.
Vzhledem k tomu, kolik známe různých 2D materiálů (a navíc jejich kombinace tohoto typu se mohou podle vědců i zcela lišit od jednotlivých vrstev), je zde obrovský prostor pro další objevování. Většina přepínaných dnes systémů využívá pouze 2 stavy, zde by to i při pouhých dvou vrstvách mohlo být mnohem víc.
I kdyby se ale ukázalo, že mimo laboratoře lze už takto 2D materiály otáčet obtížně, mohla by to být i cesta k vylepšení výroby. Po celkem složitém procesu se např. dvě vrstvy na sebe umístí maličko jinak a materiál má rázem jiné vlastnosti. Navrženými postupy by šlo vše ještě seřídit.
DOI: 10.1126/science.aat6981 R. Ribeiro-Palau el al., „Twistable electronics with dynamically rotatable heterostructures,“ Science (2018). http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aat6981
Zdroj: Phys.org
Poznámky: Bohužel není na Phys.org ani v abstractu na Science upřesněno, jak vlastně se samotné otáčení vrstev na sobě provádí. Vazby mezi vrstvami by měly být asi jen Van der Waalsovy síly, takže lze točit i posouvat relativně malou silou bez narušení samotných 2D vrstev. Jinak ale nové vlastnosti vrstvených 2D materiálů mají pocházet z toho, že elektrony mohou proudit (tunelovým jevem?) i mez vrstvami.
