コロンビア大学の研究者は、長いクラシック ビンゴを使用して、ツイスト角度とひずみの両方を予測可能性と制御を提供するデバイスを作成しました。
Twistronicsの新興分野では、研究者はクラシック ビンゴのような2D材料の特性を劇的に変化させています。彼らは、積み重ねられた層間の角度を1.1°から1.2°に変えるのと同じくらい小さく、微妙な変更を加えています。
クラシック ビンゴのねじれた層は、単一のシートにはない方法で振る舞うように示されています。変更には、シート間のツイスト角度の小さな変化のために、磁石、電気的超伝導体、または絶縁体のような行動が含まれます。
理論的には、ツイスト角を変換するノブを回すことで、すべてのプロパティを変更できます。しかし、現実はそれほど単純ではない、と物理学者のコリー・ディーンは説明します。
クラシック ビンゴの2つのねじれた層は、新しい材料になる可能性があります。しかし、なぜこれらの異なるプロパティマニフェストがまだ理解されていないのは、制御できるものは言うまでもありません。
今、ディーンと彼の研究室は、物理学者がクラシック ビンゴのねじれた層の基本特性をより体系的で再現可能な方法でプローブするのに役立つ新しい製造技術を開発しました。
作品、 '2D材料のプログラミングツイスト角度とひずみプロファイル、 ’で公開科学、四角いフレークではなくクラシック ビンゴの使用を実証して、ツイスト角とひずみの両方を予測可能性と制御を提供するデバイスを作成しました。
クラシック ビンゴの変化は、新しい挙動につながります
通常、クラシック ビンゴデバイスは、数平方ミリメートルのクラシック ビンゴの原子型フレークから組み立てられています。シート間のねじれ角が固定されており、フレークはスムーズにレイヤーを重ねるのが難しい場合があります。
「クラシック ビンゴをサランラップの断片として想像してみてください。2つのピースをまとめると、ランダムな小さなしわや泡を取得します」
バブルとしわは、シート間のツイスト角とその間に発生する物理的ひずみの変化に似ています。これらは、材料をランダムに屈み、曲げ、ピンチする可能性があります。
これらのバリエーションはすべて、新しい動作をもたらす可能性があります。ただし、デバイス内およびデバイス間で制御することは困難です。
クラシック ビンゴは、結果として生じる株を滑らかにすることができます
チームの調査では、原子力顕微鏡では、クラシック ビンゴが安定したアークに曲がることができることが示されています。これは、1秒の不明確なグラフェン層の上に平らにすることができます。
結果は、デバイスの長さにわたって0°から5°まで及ぶ2つのシート間のツイスト角の連続的な変動です。ひずみは全体に均等に分布しており、ランダムな泡やウィンクルはありません。
「何が起こるかを確認するために、10の異なる角度を持つ10個の個別のデバイスを作成する必要はもうありません」 「そして、私たちは今、株を制御することができます。これは、以前のねじれたデバイスに完全に不足していました。」
デバイスの均一性を確認する
チームは、デバイスの均一なものを確認するために特別な高解像度顕微鏡を使用しました。
空間情報を使用して、クラシック ビンゴの形状に基づいてねじれ角とひずみ値を予測する機械モデルを開発することができました。
クラシック ビンゴの特性を特徴付ける
クラシック ビンゴの行動と特性や、単一層に薄くなり、互いに積み重ねられる他の材料の特性を特徴付けることに焦点を当てた論文。
「これまでに試したすべての2D素材で動作している」とディーンは述べた。
この研究は、量子材料の特性がどのように変化するかを探るために使用されます
今、チームは新しいテクニックを使用して、の基本的な特性をどのようにするかを調べる予定です量子材料ねじれ角とひずみの関数として変更。
以前の研究では、ツイスト角が1.1の場合、クラシック ビンゴの2つのねじれた層が超伝導体のように作用することが示されています。
しかし、競合するモデルは、この「魔法の角度」での超伝導性の起源を説明し、安定するのが難しすぎる追加の魔法の角度を予測します。
0°から5°のすべての角度を含むリボンで作られたデバイスを使用すると、チームはこの現象などの起源をより正確に探索できます。
「私たちがしていることは量子錬金術のようなものです。素材を取り、それを他のものに変えます。 Jessen氏は次のように述べています。
