Ученые из Городского университета Гонконга (CityUHK) выявили наличие вихревого электрического поля в двухслойном дисульфиде молибдена (MoS₂). Чтобы получить такой материал, исследователям пришлось разработать уникальную технологию переноса и поворота однослойного MoS₂ с использованием льда.
Для обеспечения плавного и точного соединения между двумя слоями одного вещества или различных материалов, ученые зачастую создают двухслойные структуры, непосредственно нанося один слой поверх другого. Однако данный подход не позволяет точно контролировать угол поворота слоев относительно друг друга, особенно для малых углов.
Команда профессора Ли Тхук Хуэ (Ly Thuc Hue) компания разработала новаторскую технологию переноса монослоев с применением льда. Этот метод сыграл важную роль в создании высококачественной границы между слоями дисульфида молибдена, MoS₂. Эта методика превосходит другие подходы по эффективности, скорости выполнения и экономичности. Лаборатория обладает действующим патентом на данную технологию.
Ранее создание вихревого электрического поля для ученых было сопряжено с использованием дорогостоящих технологий для нанесения тонких пленок и сложными процедурами. Теперь физики продемонстрировали возможность достижения необходимого эффекта путем вращения слоев двумерных материалов относительно друг друга. Исследование опубликовано в журнале Science.
Создание вихревого электрического поля путем поворота слоев дисульфида молибдена относительно друг друга позволило ученым получить двумерный квазикристалл. Квазикристаллы – это молекулярные структуры, сочетающие свойства кристаллов, но лишенные порядка на близком расстоянии. В них атомы расположены упорядоченно, однако взаимное расположение атомов и молекул повторяется на расстояниях, превышающих размеры самих молекул. Квазикристаллы способны демонстрировать внутреннюю симметрию, недоступную обычным кристаллам, и характеризуются низкой тепло- и электропроводностью. Они находят применение в качестве износостойких покрытий, а также в материалах для спинтроники и квантовой электроники.
С помощью льда ученые смогли создавать структуры с углами вращения в диапазоне от нуля до 60 градусов. Двухслойный дисульфид молибдена обладает вращательной симметрией 12-го порядка — структура повторяет сама себя при повороте на 30 градусов.
Вихревое электрическое поле меняется в зависимости от угла поворота слоев по отношению друг к другу и может использоваться для создания более стабильного способа хранения информации для электронных устройств, изучения оптических эффектов, связанных с поляризацией света, в том числе быстрого переключения поляризации. Физики считают, что материалы с вихревым электрическим полем пригодятся в квантовых вычислениях, спинтронике и нанотехнологиях.