Когда два двумерных слоя толщиной в один атом лежат друг на друге, а один начинает вращаться относительно другого, возникает так называемая система муаровых полос, которая придает материалам уникальные свойства, недоступные им по-отдельности. К примеру, если угол между двумя слоями графена составляет 1,1%, материал становится сверхпроводником, пишет EurekAlert.
Профессор Натаниэль Габор из Калифорнийского университета в Риверсдейле сравнивает этот эффект с ездой вдоль виноградника. Время от времени рядов не видно, потому что промежутки выстраиваются в одну линию. То же самое происходит, когда два атомных слоя соединяются и проворачиваются. Под определенным углом появляются интересные энергетические возможности, что открывает дорогу к созданию абсолютно новой электроники.
Исследования в этой области ведутся пока разрозненно, считает профессор Габор. Для того чтобы объединить усилия, он и физик Джастин Сун из Наньянского технологического университета предлагают выделить изучение «электронных квантовых метаматериалов» в отдельную область.
В опубликованной в журнале Nature Nanotechnology статье они подчеркивают потенциал создания искусственных периодических массивов с размером активного элемента менее длины волны электрона.
Такие инженерные решения позволяют манипулировать электронами необычным образом и создавать новые синтетические метаматериалы с необычными качествами.
Помимо объединяющего названия ученые предлагают создать единый инструментарий исследования новых метаматериалов. И уже начали реализацию этого проекта. «Мы первые, кто кодифицировал лежащую в их основе физику. Некоторым образом мы описываем периодическую таблицу этой новой и поразительной области. Понадобились героические усилия, чтобы привести к общему знаменателю все, что было сделано в этом направлении до сих пор, и представить все в виде единой картины», — говорит профессор Габор.
Двумерный материал со свойствами изолятора и проводника разработали недавно в MIT. В одном электронном состоянии он проводит ток только вдоль поверхности, то есть выступает топологическим изолятором, а во втором проводит ток без сопротивления, как сверхпроводник.
