čarobni kot

Lani je skupina znanstvenikov predstavila rezultate raziskav, ki so šokirale fizično skupnost. Izkazalo se je, da listi grafena, debeli le en atom, pridobijo izjemne fizikalne lastnosti, če jih zasukamo pod pravim "čarobnim" kotom drug glede na drugega (1).

Na marčevskem srečanju American Physical Society v Bostonu, kjer naj bi bile predstavljene podrobnosti raziskav v tej perspektivi, se je zbrala množica znanstvenikov. Nekateri razmišljajo o odkritju znanstvenikov na Massachusetts Institute of Technology začetek nove dobe.

Lansko leto, skupina fizikov, ki jo je vodil Pablo Jarillo-Herrero, je postavila par listov grafena drug na drugega, ohladila sistem na skoraj absolutno ničlo in en list zasukala za 1,1 stopinje na drugega. Raziskovalci so uporabili napetost in sistem je postal nekakšen izolator, v katerem interakcija med samimi atomi in delci ovira gibanje elektronov. Ko je bilo v sistem vpeljanih več elektronov, je sistem postal superprevodnik, v katerem se lahko električni naboj premika brez upora..

— — je Jarillo-Herrero povedal Gizmodu. —

Ti magični učinki kotnega vrtenja so povezani s t.i črte (moiré črte). To je neke vrste črtasti vzorec, ki nastane kot posledica interference (superpozicije) dveh mrež črt, zasukanih pod določenim kotom ali podvrženih deformaciji (popačenih med seboj). Če je na primer ena mrežica postavljena na ravno površino in druga mreža pritrjena na deformiran predmet, se bodo pojavile moiré resice. Njihov vzorec je lahko zelo zapleten, lokacija pa bo odvisna od deformacije preizkušanega predmeta.

Rezultate raziskovalcev MIT je podvojilo več skupin, čeprav preverjanje še poteka in fiziki še vedno raziskujejo bistvo pojava. V zadnjem letu se je na strežniku arXiv pojavilo več kot sto novih prispevkov na to temo. Spomnil sem se, da so pred skoraj desetimi leti teoretiki napovedovali pojav novih fizičnih učinkov v tako zasukanih in zasukanih grafenskih sistemih. Vendar fiziki še vedno ne razumejo številnih vprašanj v zvezi z izvorom pojava superprevodnosti in naravo dielektričnih stanj v grafenu.

Po Harillo-Herrerovem mnenju je zanimanje za to temo tudi posledica dejstva, da so v zadnjem času "vroči" odseki fizike, t.j. raziskave grafena in drugi dvodimenzionalni materiali, topološke lastnosti materiali (lastnosti, ki se kljub fizičnim spremembam ne spremenijo), super hladna snov in čudovito elektronski pojaviki nastanejo zaradi načina porazdelitve elektronov v nekaterih materialih.

Preveč navdušeni nad novim odkritjem in njegovimi potencialnimi aplikacijami v elektronskih napravah pa se nekatera dejstva ohladijo. Na primer, grafenski listi, zasukani pod magičnim kotom, morajo vzdrževati temperaturo 1,7 stopinje Kelvina nad absolutno ničlo, in izkazalo se je, da "raje" ne bi bili držani pod kotom 1,1 stopinje - tako kot dva magneta ne želijo se dotikati enakih polov. Prav tako je razumljivo, da je material, tanek kot en atom, težko manipulirati.

Jarillo-Herrero je izumil ime za učinke, ki jih je odkril ("twistronika"?, "rotnik"? - ali morda "moristors", iz črt?). Zdi se, da bo potrebno ime, ker mnogi ljudje v znanosti in tehnologiji želijo raziskati ta pojav in iskati aplikacije zanj.