Два слоя атомарного полупроводника повернули на 0,1 градуса относительно друг друга и обнаружили сеть крошечных электрических «водоворотов».
Достаточно было еще немного повернуть — и получилась бы не сенсация, а просто плохо скрученный наноматериал. Но физики из Австралии сделали именно тот поворот, который оказался нужен: всего на 0,1 градуса. Манипуляцию выполнили в двух атомарно тонких слоях диселенида вольфрама (WSe2), после чего удалось напрямую увидеть необычные структуры, похожие на крошечные водовороты. До сих пор о них знали только в теории.
Речь идет о меронах и антимеронах — топологически нетривиальных структурах электрической поляризации. Их существование в скрученных двумерных полупроводниках до сих пор оставалось предметом споров и теоретических расчетов. Теперь исследователи получили прямое экспериментальное подтверждение их существования. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Повернули на волосок — получили «мозаику» из вихрей
Эксперимент начался с двух сверхтонких слоев WSe2. Их сложили друг на друга и повернули относительно друг друга примерно на одну десятую градуса. Из-за такого микроскопического рассогласования возникла так называемая муаровая сверхрешетка (moiré superlattice) — повторяющийся наномасштабный рисунок, в котором чередуются разные варианты расположения атомов.
Но самое интересное происходило не с атомами. Внутри такой структуры электрическая поляризация материала начинает закручиваться. В результате формируется регулярная сеть меронов и антимеронов — своеобразных «полувихрей» поляризации.
Источник: hi-tech.mail.ru