阿尔托大学 层与层之间的扭转角决定了晶体的对称性,并可能导致各种有趣的物理行为,如非常规超导性、隧道电导、非线性光学和结构超润滑性
信用:杜等
阿尔托大学 自2004年分离出石墨烯以来,由单层原子组成的二维(2-D)材料引起了广泛关注
它们具有独特的电、光和机械性能,如高导电性、柔韧性和强度,这使它们成为激光、光伏、传感器和医疗应用等领域的有前途的材料
当一片二维材料放在另一片材料上并轻微旋转时,这种扭曲会从根本上改变双层材料的性质,并导致奇异的物理行为,如高温超导——退出电气工程;非线性光学——激光和数据传输的激励:和结构超润滑性——一种新发现的机械性能,研究人员才刚刚开始了解
对这些性质的研究已经产生了一个新的研究领域,叫做扭曲学,之所以被称为扭曲学,是因为它是扭曲和电子学的结合
阿尔托大学的研究人员与国际同行合作,现在首次开发了一种新方法,可以在足够大的尺度上制作这些扭曲的层
他们转移二硫化钼(MoS2)单原子层的新方法允许研究人员精确控制层与层之间的扭曲角,面积可达1平方厘米,在尺寸方面打破了记录
大规模控制层间扭转角对扭转的未来实际应用至关重要
“我们演示的扭转方法使我们能够在比以往任何时候都更大的规模上调整层叠多层二氧化硅结构的特性
这种转移方法也适用于其他二维层状材料
阿尔托大学的·杜是这项研究的主要作者之一
一个全新研究领域的重大进展 由于扭转力学的研究是在2018年才引入的,在扭转材料找到实际应用的方法之前,仍然需要基础研究来更好地了解扭转材料的特性
沃尔夫物理学奖是最负盛名的科学奖项之一,授予了普罗夫斯
拉菲·比斯特里策、巴勃罗·亚里洛-赫雷罗和艾伦·赫
麦克唐纳今年因其在龙卷风方面的开创性工作而获奖,这表明了这个新兴领域改变游戏规则的潜力
先前的研究已经证明,通过转移方法或原子力显微镜针尖操作技术在小范围内制造所需的扭转角是可能的
样本大小通常在10微米左右,小于一根头发的大小
更大的几层薄膜也已经被制造出来,但是它们的层间扭转角是随机的
现在研究人员可以使用外延生长法和水辅助转移法生长大薄膜
“由于在转移过程中不需要聚合物,我们样品的界面相对干净
通过控制扭转角和超洁净界面,我们可以调整物理特性,包括低频夹层模式、能带结构以及光学和电学特性,”杜说
阿尔托大学的孙志培教授补充说:“事实上,这项工作对于指导基于二维材料的光子学的未来应用具有重要意义。”
研究结果发表在《自然通讯》上
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