Новый класс материалов открыли ученые из США, сложив определенным образом два слоя графена, углеродного материала толщиной в один атом. Эти интеркристаллы, как назвали их исследователи, обладают уникальными электронными свойствами, которые открывают путь к разработке более эффективных электронных устройств, квантовых процессоров и экологически чистых материалов.
Если положить один слой графена на другой, а затем слегка сместить один относительно другого на кристалле из нитрида бора, возникнет так называемый муаровый узор, знакомый всем, кто жил в комнатах с занавесками. Этот эффект в графене меняет характер движения электронов через материал исключительно при помощи геометрии, без модификации химического состава.
Именно этого и добились ученые из Университета Ратгерса, когда создали из двух слоев графена муаровый узор на подложке из нитрида бора. Они зарегистрировали существенное влияние этого едва заметного смещения на подвижность электронов, пишет Phys.
В основе этого открытия лежит твистроника, новое, активно развивающееся направление современной физики: изучении воздействия угла поворота между слоями двухмерных материалов на их физические свойства. Основную идею продемонстрировала профессор Ева Андрей, руководитель исследования, еще в 2009 году, показав, что муаровые узоры в скрученном графене меняют электронную структуру.
Теперь же ученые обнаружили, что электронные свойства интеркристаллов могут значительно меняться при небольших изменениях в их структуре. Эта изменчивость может привести к возникновению новых и необычных эффектов, таких как сверхпроводимость и магнетизм, которые обычно не встречаются в обычных кристаллах.
По словам исследователей, понимая и управляя уникальными свойствами электронов в интеркристаллах, ученые смогут использовать их для разработки более эффективных транзисторов и датчиков, которые обычно требовали специальных материалов и сложной обработки.
