麻省理工發(fā)現(xiàn)“扭曲”的石墨烯在“神奇的角度”變得更加怪異
據(jù)外媒報道,石墨烯通常被稱為“神奇材料 ”--因其具有超薄、超強及一些奇怪的電學特性。麻省理工學院的研究人員之前發(fā)現(xiàn),在“扭曲”的石墨烯結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了一種特別奇怪的圖案,現(xiàn)在他們對它進行了更仔細的研究,發(fā)現(xiàn)它的層數(shù)越多,效果越好。
石墨烯是由是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。這使得它們在功能上是二維的,因為通過它們移動的電子只能向前/向后和側(cè)向移動,而不能在上面和下面互相移動。這使得石墨烯的導電性能非常好。 當石墨烯層疊加在一起時,它們的電學特性就會發(fā)生變化。而在2018年,麻省理工學院的一個團隊發(fā)現(xiàn),當其中兩層石墨烯層稍稍歪斜地堆疊在一起時,會發(fā)生一些不可思議的事情。通過將頂層扭曲到1.1度的 "魔力角",雙層結(jié)構(gòu)可以在成為電絕緣體和超導體之間突然發(fā)生轉(zhuǎn)變。 在兩項新的研究中,同一團隊現(xiàn)在已經(jīng)對這些扭曲的雙層石墨烯結(jié)構(gòu)進行了更仔細的研究。在第一項研究中,該團隊測試了不同角度的影響,使用一種精確到可以測量到0.002度的角度差異的掃描技術(shù)。該團隊發(fā)現(xiàn),當角度范圍卡在接近1.1度時,奇怪的絕緣和超導特性更加明顯。這些效應似乎在角度范圍較大的堆棧中會減弱。 “這是第一次對整個結(jié)構(gòu)進行映射,看看在器件中的特定區(qū)域的扭曲角是什么,”該研究的作者Pablo Jarillo-Herrero說!岸椅覀兛吹剑憧梢杂幸稽c點的變化,仍然可以顯示出超導和其他奇特的物理現(xiàn)象,但不能太多。我們現(xiàn)在已經(jīng)確定了你能有多少扭曲變化,以及有太多的扭曲變化會產(chǎn)生什么降解效應! 在第二項研究中,研究人員進行了更多層的實驗。當他們將四層石墨烯堆疊在一起,并將其扭曲到神奇的角度時,結(jié)構(gòu)就像兩層的版本一樣,變成了絕緣體。但這一次,研究小組能夠利用電場來微調(diào)絕緣能力,這在以前是不可能實現(xiàn)的。 這項工作仍處于早期階段,但該團隊表示,最終這些扭曲的石墨烯系統(tǒng)可以制造出一些不尋常的電子設備。 這兩篇論文均發(fā)表在《自然》雜志上。 相關鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2255-3 關鍵詞: 石墨烯
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