波紋效應(yīng):通過扭轉(zhuǎn)3D材料激發(fā)新性能
據(jù)外媒報道,二維材料引發(fā)了材料研究的熱潮,F(xiàn)在,當兩個這樣的層狀材料被堆疊并輕微扭曲時就會產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)。石墨烯僅由一層碳原子組成,它的發(fā)現(xiàn)是一場全球競賽的開始信號:今天,所謂的“2D材料”被制造出來,其由不同類型的原子組成。 原子薄層通常具有非常特殊的材料特性,而傳統(tǒng)的較厚材料是沒有的。 現(xiàn)在,這一領(lǐng)域的研究又增加了新的一章:如果兩個這樣的二維層以正確的角度堆疊就會出現(xiàn)更多新的可能性。兩層原子相互作用的方式產(chǎn)生了復雜的幾何圖案,而這些圖案對材料的性能有著決定性的影響,這是維也納科技大學和德克薩斯大學的一個研究小組現(xiàn)在證明的。聲子--原子的晶格振動--會受到兩層材料相互疊加的角度的顯著影響。因此,只要對這一層進行微小的旋轉(zhuǎn)則就可以顯著地改變材料的屬性。 波紋效應(yīng) 如果兩個網(wǎng)格上是完全一致的,那么人們幾乎無法通過從上面觀察就確定其是否一個或兩個網(wǎng)格。但如果現(xiàn)在把其中一個網(wǎng)格轉(zhuǎn)一個小角度,那么有些地方網(wǎng)格的網(wǎng)格點會出現(xiàn)大致匹配有些則不能。這樣,有趣的模式就出現(xiàn)了--這就是眾所周知的波紋效應(yīng)(Moiré Effect)。 維也納科技大學理論物理研究所的Lukas Linhart博士說道:“你可以對兩層材料的原子晶格做完全相同的事情!敝档米⒁獾氖牵@可以極大地改變某些材料的特性--如如果兩層石墨烯以正確的方式結(jié)合那么它就會成為超導體。 “我們研究了二硫化鉬層,它和石墨烯可能是最重要的二維材料之一,”該項目負責人Florian Libisch教授表示,“如果你把這種材料的兩層相互疊加,那么所謂的范德華力久會發(fā)生在這兩層的原子之間。雖然這些力量相對較弱,但它們足以完全改變整個系統(tǒng)的行為! 在復雜的計算機模擬中,研究小組分析了由這些弱附加力引起的新雙層結(jié)構(gòu)的量子力學狀態(tài)以及這如何影響兩層原子的振動。 旋轉(zhuǎn)角度很重要 |