Sejak kecil, kita terbiasa dengan fakta bahawa apabila anda menambahkan satu epal ke yang lain, anda mendapat dua biji epal. Perkara yang sama berlaku dengan pensil, mesin taip, dan belon. Dan dalam fizik ini tidak semestinya berlaku. Sekiranya anda membawa dua filem dengan ketebalan monoatomik, seperti graphene, cukup dekat dengan jarak kecil, anda akan mendapat bahan baru.
Dalam kes ini, kita masih akan mempunyai dua objek yang terpisah, yang, pada dasarnya, dapat ditarik kembali. Interaksi antara mereka disebabkan oleh daya van der Waals - interaksi elektromagnetik interatomik yang agak lemah. Hasilnya adalah bahan baru (heterostruktur), yang sifatnya tidak banyak ditentukan oleh komposisi kimianya tetapi oleh susunan lapisan. Filem dua- (atau lebih) lapisan boleh dibengkokkan dan dipintal - dan ini juga membawa kepada perubahan sifat fizikalnya.
Eksperimen serupa telah dilakukan pada graphene selama bertahun-tahun, tetapi graphene dalam kes ini tidak begitu menarik. Dalam keadaan yang biasa kita lakukan, ia tidak mempunyai jurang terlarang yang mengubah zat menjadi semikonduktor; usaha khusus diperlukan untuk membuatnya. Tetapi, ada bahan lain.
Dalam kes ini, penyelidik dari University of Sheffield (Great Britain) menggunakan heterostruktur van der Waals yang terbuat dari logam transisi dichalcogenides. Pencerobohan kecil sesuai di sini. Chalcogens adalah unsur kimia dari kumpulan 16 jadual berkala: lajur yang bermula dengan oksigen dan sulfur dari bahagian atas dan diakhiri dengan hatimorium radioaktif. Terdapat banyak logam peralihan, dalam kehidupan seharian kita paling biasa dengan tembaga, molibdenum dan zink.
Para penyelidik mengumpulkan "sandwic" lapisan molibdenum disilenide (MoSe2) dan tungsten disulfate (WS2). Kekonduksian bahan yang dihasilkan berubah secara berkala dengan cara yang sama seperti kesan moiré yang muncul pada dua tirai tulle yang dilipat.
Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Alexander Tartakovsky dari Sheffield University, bahan saling mempengaruhi dan mengubah sifat satu sama lain, dan bahan itu harus dianggap sebagai metamaterial yang sama sekali baru dengan sifat unik, jadi satu ditambah satu tidak memberikan dua. Para saintis juga mendapati bahawa tahap hibridisasi sangat bergantung pada putaran "sandwic", di mana jarak antara kisi atom setiap lapisan berubah.
"Kami mendapati bahawa memutar lapisan dalam struktur heterostrost menciptakan berkala supra-atomik baru yang disebut moire superlattice," kata Tartakovsky. Superlattice moire dengan tempoh bergantung pada putaran menentukan bagaimana sifat dua semikonduktor hibridisasi."
Profesor Tartakovsky menambah: "Gambaran yang lebih kompleks mengenai interaksi bahan nipis atom dalam heterostruktur van der Waals sedang muncul. Ini menarik kerana ia membolehkan akses ke pelbagai jenis bahan, seperti kekonduksian berubah-ubah, sifat optik, daya tarikan, dan lain-lain. Ini boleh dan akan digunakan sebagai tahap kebebasan baru dalam pengembangan peranti berdasarkan bahan dua dimensi."
Video promosi:
Anda boleh membaca perinciannya dalam artikel yang diterbitkan di Nature.
Sergey Sysoev