Sciencemag.cz
Doporučujeme
O magickém úhlu 1,1° v grafenu toho bylo v posledních cca dvou letech publikováno docela dost. Zvláštní interakce mezi elektrony v tomto případě vyvolávají naději, že máme na dosah přípravu vysokoteplotních supravodičů fungujících za běžného tlaku i další zajímavé technologické aplikace. Jeden z problémů je v tomto případě ovšem čistě technický. Vlastnosti materiálu jsou extrémně citlivé na počáteční nastavení, i malá odchylka (1° funguje jinak než 1,1° atd.) může způsobit, že trochu jinak pootočené vrstvy grafenu už příslušné speciální vlastnosti nemají. Nejde pouze o překážku případné průmyslové výroby, ale i samotných vědeckých experimentů.
Tým, jehož členem byl i spoluobjevitel grafenu a nositel Nobelovy ceny za fyziku Andre Geim (University of Manchester), nyní nabízí náhradu. Podobné vlastnosti jako dvě vrstvy grafenu s magickým úhlem by mohl mít i samotný grafit – respektive jeho další varianta, kde je základní jednotkou uspořádání nikoliv běžný šestiúhelník, ale rovnoběžnostěn (rombohedral) – těleso se základnou v podobě kosočtverce a zkosenými hranami. Tato verze je oproti šestiúhelníkovému grafitu méně stabilní, proto se dosud tolik nestudovala. Nakonec by se celá struktura dala chápat zase i jako speciální vícevrstvý grafen – kosočtvercový a vrstvami, které vůči sobě nejsou pootočené, ale posunuté.
Autoři studie si prozatím nemyslí, že by právě tento materiál měl být základem vysokoteplotních supravodičů; a navíc tato verze grafitu ani není příliš stabilní. Spíše by mohl nabízet jednodušší experimentální prostředí, kde by se zkoumaly jak samotné interakce elektronů, tak i různé substituce – přidávání dalších prvků. Elektrony se zde mají chovat podobně jako v grafenu s magickými úhly, a to bez nutnosti složitě řešit přesné natáčení vrstev.
Yanmeng Shi et al. Electronic phase separation in multilayer rhombohedral graphite, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2568-2
Zdroj: University of Manchester/Phys.org
Poznámka: V rombohedrálním grafitu se šestiúuhelníkové struktury vyskytují rovněž. Viz obrázek (ještě by měly být vrstvy vůči sobě více posunuté, aby bylo lépe vidět, že stěny jsou zkosené).
