Ещё в 2018 году стало ясно, что при правильном расположении двух слоёв графена можно получить сверхпроводник – материал, который передаёт энергию без какого-либо сопротивления. Это положило начало целой серии исследований, направленных на выявление подобных возможностей, и годы экспериментов принесли поистине впечатляющие результаты.
Читайте: Мы в одном шаге от электроники на основе эпитаксиального графена
Твистроника и беспрецедентные свойства дисульфида вольфрама
Интересно, что область физики, посвящённая концепции скручивания слоёв материалов для придания им беспрецедентных свойств, уже обрела собственное название и именуется – твистроникой. О своих последних достижениях учёные Пенсильванского университета рассказывают на страницах журнала Nature.
В центре их интереса – кристаллы дисульфида вольфрама, чьё расположение под прямым углом друг к другу означает, что проходящий через них свет может быть использован для управления электронами. Контролируя движение последних, инженеры смогут получить доступ к новым квантовым свойствам.
Учёные сравнивают описываемое явление с силой Кориолиса, которая математически напоминает магнитное отклонение. Это помогает объяснить, почему электроны вели себя так, как будто существовало магнитное поле. Вместо этого учёные поняли, что скручивание слоёв кристалла и взаимодействие с циркулярно поляризованным светом взаимосвязаны.
Накладывая соответствующим образом скрученные слои материала – дисульфида вольфрама, - учёные могут придать ему беспрецедентные свойства. Но большой проблемой оказалось выяснить, что приводит к описанному явлению и как его можно предотвратить.
Члены исследовательской группы использовали упрощение того, что испытывают электроны, проходящие через специально разработанный материал. Представьте себе прохождение электрона по двум разным слайдам. Если на прямой он не испытает никаких изменений, то более сложный маршрут, изобилующий изгибами, окажет на него определённое влияние.
И именно это влияние позволило исследователям получить контроль над движением электрона. При этом авторы отметили сильную оптическую нелинейность, которая приводит к увеличению отклика материала на свет.
На практике это означает возможность использования такого материала в производстве датчиков и различных фотонных устройств. Влияя на то, как скручены отдельные слои материала, можно очень точно управлять его свойствами.
Перспектива создания таких квантовых материалов может привести к началу новой главы в исследованиях в области материаловедения. И будущее обещает быть чрезвычайно интересным – по крайней мере, в этой области.
Хотите первыми узнавать о Hi-Tech – ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Telegram
А также читайте самые свежие обзоры на нашем сайте – TehnObzor.RU