更新时间:2021-08-31 17:16:46
距离麻省理工学院的研究人员发现石墨烯层压板的神奇角落仅仅一年多。加州理工学院的研究人员使用扫描隧道显微镜直接观察和研究了这种材料,该显微镜可以对原子的电子特性进行成像。长度刻度。
了解“神奇的角落”——堆叠石墨烯之间的特定取向并产生特殊的电学性质——可以为实现室温超导体的梦想铺平道路,它可以产生零热量,同时传输巨大的电流。
但首先:什么是神奇的号角?假设你拿两片石墨烯——单原子厚度的碳原子晶格——将一层放在另一层上面,形成双层材料,然后将其中一片石墨烯扭曲,将它们的方向相互转移。随着取向的改变,双层材料的电子特性也会发生变化。2018年初,麻省理工学院的研究人员发现,在某个方向上(相对扭转约1.1度),双层材料出人意料地变成了超导材料,超导特性可以通过电场来控制。他们的发现开辟了一个新的研究领域,叫做“twistronics”。
加州理工学院的工程师和物理学家通过生成被幻角扭曲的石墨烯的原子结构和电子性质的图像发现了这一发现,并通过提供更直接的研究方法,他们对这一现象有了新的认识。8月5日,一篇关于他们工作的论文发表在《自然物理》杂志上。
论文通讯作者、工程与应用科学系应用物理与材料科学助理教授、加州理工学院的Stevan Nadj-Perge说:“这使得裹尸布回归双轴回路。
魔角的研究需要高精度将两片石墨烯片对准正确的角度。这样做的旧技术需要将石墨烯嵌入绝缘材料中,其缺点是无法直接研究样品。相反,研究人员必须使用间接方法来检测石墨烯样本——例如,通过测量电子如何流过它。Nadj-Perge和他的同事开发了一种新方法来创建神奇的拐角扭曲石墨烯样本,这种方法可以非常精确地对齐两片石墨烯,同时将它们暴露出来进行直接观察。
利用这项技术,研究人员可以更多地了解材料在魔角下的电子性质,并研究当扭转角远离魔值时,这些性质是如何变化的。他们的工作提供了几个关键的见解,这些见解将指导未来的理论建模和实验,包括观察到电子关联在电荷的中性点附近起着重要的作用——双层电子中性的角度。
Nadj-Perge说:“过去,人们认为相关效应在电荷中性中没有发挥主要作用。“对这类样本进行更仔细和详细的检查,可以帮助我们解释为什么在魔法角附近会出现奇怪的电子效应。一旦我们了解了它,我们就可以为它的有用应用铺平道路,甚至有一天可能会导致室温超导。”
本文的题目是“魔角附近扭曲双石墨烯中的电子关联”。