angle magique

L'année dernière, un groupe de scientifiques a présenté les résultats d'une recherche qui a choqué la communauté des physiciens. Il s'est avéré que des feuilles de graphène d'un seul atome d'épaisseur acquièrent des propriétés physiques remarquables lorsqu'elles sont tournées à l'angle "magique" correct les unes par rapport aux autres (1).

Lors de la réunion de mars de l'American Physical Society à Boston, où devaient être présentés les détails de la recherche dans cette perspective, une foule de scientifiques s'est rassemblée. Certains considèrent la découverte de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology le début d'une nouvelle ère.

В прошлом году une équipe de physiciens dirigée par Pablo Jarillo-Herrero a placé une paire de feuilles de graphène l'une sur l'autre, a refroidi le système à un niveau proche du zéro absolu et a fait pivoter une feuille de 1,1 degré par rapport à l'autre. Les chercheurs ont appliqué une tension, et le système est devenu une sorte d'isolant, dans lequel l'interaction entre les atomes eux-mêmes et les particules entrave le mouvement des électrons. Au fur et à mesure que davantage d'électrons étaient introduits dans le système, le système devenait un supraconducteur dans lequel la charge électrique pouvait se déplacer sans résistance..

— — Jarillo-Herrero a dit à Gizmodo. —

Ces effets magiques de la rotation angulaire sont liés à la soi-disant bande (rayures moirées). Il s'agit d'une sorte de motif à rayures créé à la suite de l'interférence (superposition) de deux grilles de lignes tournées d'un certain angle ou soumises à une déformation (déformées l'une par rapport à l'autre). Si, par exemple, un maillage est placé sur une surface plane et un autre maillage est attaché à un objet déformé, des franges moirées apparaîtront. Leur motif peut être très complexe et l'emplacement dépendra de la déformation de l'objet testé.

Les résultats des chercheurs du MIT ont été dupliqués par plusieurs équipes, bien que la vérification soit toujours en cours et que les physiciens enquêtent toujours sur l'essence du phénomène. Au cours de la dernière année, plus d'une centaine de nouveaux articles sur ce sujet ont été publiés sur le serveur arXiv. J'ai rappelé qu'il y a près de dix ans, des théoriciens avaient prédit l'apparition de nouveaux effets physiques dans de tels systèmes de graphène tournés et tordus. Cependant, les physiciens ne comprennent toujours pas de nombreuses questions concernant l'origine du phénomène de supraconductivité et la nature des états diélectriques dans le graphène.

Selon Harillo-Herrero, l'intérêt pour le sujet est également dû au fait que récemment les sections "chaudes" de la physique, c'est-à-dire recherche sur le graphène et d'autres matériaux bidimensionnels, propriétés topologiques matériaux (caractéristiques qui ne changent pas malgré les changements physiques), matière super froide et merveilleux phénomènes électroniquesqui résultent de la façon dont les électrons sont distribués dans certains matériaux.

Cependant, trop enthousiasmé par la nouvelle découverte et ses applications potentielles dans les appareils électroniques, certains faits se refroidissent. Par exemple, les feuilles de graphène tournées à un angle magique doivent maintenir une température de 1,7 degrés Kelvin au-dessus du zéro absolu, et il s'avère qu'elles « préféreraient » ne pas être maintenues à un angle de 1,1 degrés - tout comme deux aimants ne le font pas. veulent se toucher les mêmes pôles. Il est également compréhensible qu'un matériau aussi mince qu'un atome soit difficile à manipuler.

Jarillo-Herrero a trouvé un nom pour les effets qu'il a découverts (« twistronika » ?, « rotnik » ? - ou peut-être « moristors », à partir de rayures ?). Il semble qu’un nom soit nécessaire car de nombreux acteurs scientifiques et technologiques souhaitent étudier ce phénomène et en rechercher des applications.