Grafén natočený v „magickom uhle“ disponuje nezvyčajnými vlastnosťami

Grafén oprávnene nazývajú zázračným materiálom. Je ultratenký, ultrapevný a má zvláštne elektrické vlastnosti. Vedci z MIT teraz objavili v „pootočených“ grafénových štruktúrach obzvlášť nezvyčajné správanie, ktoré podrobnejšie preštudovali a zistili, že s viacerými vrstvami to funguje lepšie. Grafén je tvorený vrstvami uhlíka s hrúbkou len jedného atómu, čo ho robí funkčne dvojrozmerným, pretože elektróny sa v ňom môžu pohybovať iba dopredu/dozadu a zo strany na stranu, nie hore a dole. To umožňuje grafénu veľmi dobre viesť elektrinu.

Keď sa vrstvy grafénu ukladajú na seba, menia sa ich elektrické vlastnosti. V roku 2018 tím MIT prišiel na niečo neuveriteľné, ak sa dve vrstvy uložia na seba mierne šikmo. Natočením vrchnej vrstvy o „magický uhol“ 1,1 stupňa by sa dvojvrstvová štruktúra mohla zrazu zmeniť z elektrického izolátora na supravodič. V dvoch nových štúdiách ten istý tím teraz preskúmal tieto otočené dvojvrstvové grafénové štruktúry ešte bližšie.

Otestoval účinky rôznych uhlov pomocou skenovacej techniky, ktorá bola dostatočne presná na meranie rozdielov uhlov až do 0,002 stupňa. Výskumníci spozorovali, že izolačné a supravodivé vlastnosti boli výraznejšie, keď sa rozsah uhlov priblížil k 1,1 stupňu. Zisťovali, koľko variácií otočenia možno vykonať a aký je degradačný efekt toho, ak je otočenie priveľké. V druhej štúdii experimentovali s viacerými vrstvami.

Keď naskladali štyri vrstvy grafénu a otočili ich do magického uhla, štruktúra sa stala izolátorom tak ako verzia z dvoch vrstiev. Tentoraz však tím mohol použiť elektrické pole na doladenie izolačnej schopnosti, čo predtým nebolo možné. Práca je zatiaľ vo veľmi ranom štádiu, ale tím tvrdí, že tieto natočené grafénové systémy by sa mohli stať základom nezvyčajných elektronických zariadení. Oba dokumenty boli uverejnené v časopise Nature.

Zdroj: newatlas.com.