内布拉斯加大学林肯分校的斯科特·施拉格 信用:彼得·萨特/斯科特·施拉格 加硫就好
内布拉斯加州的工程师彼得和伊莱·萨特已经表明，这种元素调味品可以通过对多层经典三明治进行文字上的改变来增加纳米材料三明治的风味
这种扭曲，即每个原子薄层相对于其下一层旋转30度，可能有助于活跃全球五星级实验室的技术菜单:新出现的电子或光学特性、更高的速度、更小空间内的更多功能
毕竟，你是我的范德瓦尔斯 十年来的大部分时间里，工程师们一直在为所谓的范德瓦尔斯异质结构设计和测试配方，这种异质结构是由原子般薄的晶体层堆叠而成，可以按顺序排列
与同质结构(相当于一块火腿的纳米结构)相比，异质结构可能以熏牛肉片、意大利香肠片和胡椒片为特征，它们都是由相邻原子层之间微弱的范德华力结合在一起的
“这种堆叠打开了许多可能性，因为它允许我们混合和匹配一个巨大的可用材料库，”电气和计算机工程教授彼得说
工程师们很快发现，这种多样性可以培养技术上有趣的特性，通常是在两种不同材料相遇的区域，否则很难或不可能再造
然后，几年前，研究人员开始探索旋转范德瓦尔斯堆栈中各层的效果
他们发现，层与层之间的错位也会产生有趣的结果——例如，将一种材料转变成超导体，或者改变半导体发光的方式
彼得·萨特(左)和伊莱·萨特
学分:内布拉斯加大学林肯分校 然而，这一成就是在面临巨大挑战的情况下取得的:尽管范德瓦尔斯力很弱，但相邻层强烈倾向于保持对齐
一层一层地手动堆叠可以克服这个问题，但需要极高的精度，更重要的是，小规模技术的大规模制造商没有时间
“它在任何(有意义的)方面都是不可扩展的，”机械和材料工程教授伊莱说
“如果一个人想开发基于扭曲的范德瓦尔斯堆栈的应用程序，很难想象工厂工人会坐在那里，用手将这些组件一个接一个地排列起来
“必须一次手动堆叠一小片
制造一个设备，也许可以
要造10个，可能(只是)繁琐
但除此之外肯定是遥不可及的
" 因此萨特夫妇和阿尔托大学和怀俄明大学的同事们决定尝试一种不同的策略:直接合成扭曲的堆栈
然而，要做到这一点，意味着要克服薄膜生长的一个基本原则:每增加一层，就要从底层晶体中继承其取向
彼得说:“我们认为，如果我们能够先生长一些其他的晶体，然后将它们转化成我们想要的晶体，那么也许这个中间晶体，而不是下面的基质，可以决定最终产品的方向。”
他们从二硫化锡载体开始，二硫化锡是一种每两个锡原子对应两个硫原子的化合物，可用作层状半导体
在二硫化锡基底上生长了一层原子级的一硫化锡——一个硫原子，一个锡——之后，研究小组用硫蒸汽饱和了一硫化锡
不出所料，一硫化锡自发地转变成二硫化锡
但是因为一硫化锡晶体生长在矩形晶格中——与二硫化锡的六边形结构相反——新转变的第二层晶格相对于支撑晶体采用了30度扭曲
当研究人员重复这个过程时，第三层从第二层得到启示，相对于第一层旋转30度，相对于第一层旋转60度
为了证明该方法的可推广性，该团队在用另外两种范德瓦尔斯半导体(二硫化钼和二硫化钨)替换二硫化锡衬底后取得了同样的成就
信用:自然交流 下一代差距 扭曲的异质结构在改进原子级薄半导体的一个重要方面:它们的带隙方面显示出特殊的前景
当不受干扰时，半导体中的每个电子都拥有一定量的能量——在一个称为价带的不同能量值范围内
当被热和光激发时，这些电子跳到一个更高的能量值范围——导带——允许它们作为电流流动
这两个带之间的间隙，或带隙，有助于决定半导体材料如何传导电流和吸收或发射光
“所以，如果你玩这个扭曲的游戏，一些非常有趣的特性会出现，”彼得说
他说，同样的扭曲可以为下一代微电子和光电技术提供信息，也能让人想起古罗马和伊斯兰的马赛克，创造出一种填充空间的准晶体镶嵌图案，这种图案不是像普通晶体一样周期性地重复相同的基本单位，而是产生多个互补的形状
彼得说，虽然扭曲代表了对范德瓦尔斯取向的胜利，但掌握扭曲的异质结构仍然是一项艰巨的挑战
“这是一个开始，”他谈到球队的进步时说
“这还不完全令人满意，因为我们不能，比如说，(选择)我们想要的扭转角度
“但至少现在不再是零度了
"
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