Układy moiré mogą prowadzić do innowacji w nanotechnologii, np. diód świecących o nieznanych dotychczas charakterystykach i właściwościach optycznych oraz elektronicznych. Polak opisał najnowsze odkrycia w rozwijającej się dziedzinie fotoniki oraz optoelektroniki - poinformował Uniwersytet Warszawski.
"Struktury moiré mogą powstawać na skutek interferencji, czyli nakładania się dwóch siatek układów o określonym ułożeniu punktów, linii czy bardziej skomplikowanych układów – np. atomów w krysztale – obróconych o pewien kąt" – mówi dr hab. Maciej Molas z Wydziału Fizyki UW.
Fizyk jest współautorem przeglądowego artykułu w piśmie "Science", zatytułowanego "Moiré photonics and optoelectronics" (https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg0014), w którym omówione zostały również przyszłe możliwe kierunki badań w tej sferze.
Układy moiré powstają w materiałach warstwowych van der Waalsa (vdW). Wiążą się one z rozwojem optoelektroniki, fizyki półprzewodników i nanonauki.
"Materiały vdW posiadają bardzo słabe wiązania międzywarstwowe, co pozwala na ich ścienianie do pojedynczych atomowo-cienkich monowarstw, np. z objętościowego grafitu można uzyskać pojedynczą warstwę – grafen" - wyjaśnia naukowiec cytowany w informacji na stronie uczelni.
Atomowo-cienkie warstwy materiałów vdW mają inne właściwości niż ich objętościowe odpowiedniki. Przykładem takich odpowiadających sobie substancji o różnych właściwościach są grafit i grafen.
Do tej pory odkryto ponad 2 tys. materiałów vdW, pogrupowanych w kilkadziesiąt rodzin, w tym półprzewodnikowe dichalkogenki metali przejściowych (np. dwusiarczek molibdenu) czy magnetyczne trihalogenki chromu (np. trójchlorek chromu).
W klasycznych materiałach trójwymiarowych stosowanych współcześnie w elektronice i optoelektronice, takich jak krzem czy azotek galu, ważne są odległości między atomami.
W składaniu nowych, sztucznych struktur, odległości te nie odgrywają roli. Powodem są słabe oddziaływania vdW między kolejnymi warstwami. Na właściwości takich struktur wpływa kąt skręcenia pomiędzy sąsiednimi warstwami.
"Dobranie odpowiedniego kąta skręcenia między warstwami materiałów vdW może doprowadzić do pojawienia się tzw. wzoru moiré" – mówi dr hab. Maciej Molas.
Dzięki temu naukowcy mogą obserwować nową strukturę kryształu. Przede wszystkim jednak w strukturze moiré pojawiają się innowacyjne właściwości elektroniczne i optyczne. Zdaniem badacza z UW stymuluje to eksplorację zupełnie nowej fizyki i urządzeń o nowatorskiej architekturze.(PAP)
Autorka: Karolina Duszczyk
kol/ bar/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
