僅單一原子層厚度的二維材料因獨特物理和化學性質備受關注,過去研究已知若將 2 片二維材料以特定角度相疊,可能會誘發超導等新特性,但最近荷蘭格羅寧根大學材料科學家 Antonija Grubišić-Čabo 團隊研究了堆疊的二硫化鎢材料片,發現其行為違背理論預測。
一些研究人員正在努力鑽研二維材料(2D materials),著名材料包括石墨烯、過渡金屬二硫族化物(TMD)等,它們擁有高導電性、高強度、可調電子結構等優異特質,於電子、光學、催化、能源、基礎量子研究等領域皆極具應用潛力。
2018 年,麻省理工學院團隊發現當將兩片石墨烯以 1.1 度的「魔角」(magic angle)堆疊,該材料便同時具備絕緣體與超導體功能,身分轉換取決於添加多少電子。
最近,荷蘭格羅寧根大學材料科學家 Antonija Grubišić-Čabo 團隊研究了 TMD 二維材料家族其中一種:二硫化鎢,根據理論預測,當兩片二硫化鎢(Tungsten disulfide)二維材料以 4.4 度角堆疊,材料內電子應表現出令人著迷的新集體行為。
然而實驗表明並未看到這種預測結果。
研究雙層二硫化鎢電子結構後,研究團隊發現這種材料似乎傾向「放鬆」,形成大片未扭曲區域,或者說堆疊的雙層結構有部分會恢復為較低能量配置。
該發現強調了雙層二維材料片不同區域形成不同特性的可能性,也增強科學家預測、操縱二維結構能力,提升未來各類型電子產品應用技術。
新論文發表在《Physical Review Materials》期刊。
(首圖為示意圖,來源:pixabay)
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