Forskere bryder de geometriske begrænsninger ved moiré -mønster i grafen -heterostrukturer

Forskere ved University of Manchester har afdækket interessante fænomener, når flere todimensionelle materialer kombineres til van der Waals heterostrukturer (lagdelte "sandwich" af forskellige materialer).

Disse heterostrukturer sammenlignes undertiden med Lego -klodser, hvor de enkelte blokke repræsenterer forskellige atom tynde krystaller, såsom grafen, og er stablet oven på hinanden for at danne nye enheder.

Udgivet i Videnskab fremskridt , teamet fokuserede på, hvordan de forskellige krystaller begynder at ændre hinandens grundlæggende egenskaber, når de bringes så tæt på. Af særlig interesse er, når to krystaller matcher tæt, og der dannes et moiré -mønster. Dette moiré-mønster har vist sig at påvirke en række egenskaber i en stigende liste over 2-D-materialer. Imidlertid, typisk, moirémønsterets geometri sætter en begrænsning på effekten og størrelsen af ​​effekten.

Et moiré -mønster skyldes uoverensstemmelse og rotation mellem materialelagene, som producerer et geometrisk mønster svarende til et kalejdoskop.

Holdet brød denne begrænsning ved at kombinere moiré-mønstre til en sammensat "super-moiré" i grafen, både tilpasning til substrat og indkapsling sekskantet bornitrid. Forskerne demonstrerede arten af ​​disse sammensatte super-moiré gitter ved at vise båndstrukturændringer i grafen i lavenergiregimet. Desuden, de foreslår, at resultaterne kunne give nye retninger til forskning og fremstilling af enheder.

Zihao Wang og Colin Woods, forfatterne til papiret, sagde:"I de seneste år har moiré -mønstre har gjort det muligt at observere mange spændende fysiske fænomener, fra nyt, langlivede excitoniske tilstande, Hofstadters sommerfugl, og superledning. Vores resultater presser den geometriske begrænsning for disse systemer igennem og giver derfor nye muligheder for at se mere af sådan videnskab, såvel som nye veje til applikationer. "