В течение последних 15 лет физики были очарованы скрученным двуслойным графеном — структурой, образованной путём наложения двух слоёв графена и поворота одного относительно другого. В зависимости от угла скручивания этот материал может проявлять магнетизм, сверхпроводимость и различные другие электронные явления (см. [Trend: Bilayer Graphene’s Wicked, Twisted Road](https://physics.aps.org/articles/v12/12)).
Теперь Чжэ Ван из Университета Сиань Цзяотун в Китае и его коллеги продемонстрировали альтернативный способ настройки электроники двуслойного графена [1]. Их метод заключается в скольжении одного слоя по другому без вращения, и его можно применить к широкому спектру двумерных материалов.
Предыдущие прогнозы и их экспериментальное подтверждение
Учёные ранее предсказывали, что такое межслойное скольжение в двуслойном графеном сильно повлияет на электронные и топологические свойства материала. Однако это предсказание не было подтверждено экспериментально, поскольку предложенные ранее подходы к скольжению либо требовали использования многослойных систем материалов, либо приводили к нестабильным атомным конфигурациям.
В новом методе, который лишён этих ограничений, двуслойный графен помещается на микроскопический металлический гребень. Эта деформация вызывает контролируемое скольжение между двумя слоями материала, подобно тому как сгибание колоды игральных карт приводит к скольжению каждой карты относительно соседних.
Результаты исследования
Ван и его коллеги использовали свою технику для реализации специально созданных атомных структур, которые ранее были недостижимы. В одной из таких структур электроны могли проходить через восемь параллельных одномерных каналов, как показали измерения электронного транспорта. Каждый канал был топологически защищён, что означает, что эти электроны двигались без рассеяния на дефектах материала или примесях. Такие топологические каналы могут быть полезны для применения в электронике.
– Райан Уилкинсон
Райан Уилкинсон — ответственный редактор журнала Physics Magazine, базируется в Дареме, Великобритания.
[1] — здесь можно указать ссылку на первоисточник для более детального изучения метода.