Определены магические углы закручивания графеновых листов: исследователи определяют поведение скрученных графеновых листов и их стабильность при различных размерах и температурах

Докторант Соуменду Багчи вместе со своим советником Хаком Бенг Чу из Департамента аэрокосмической техники в сотрудничестве с Харли Джонсоном из отдела механических наук и инженерии определили, как ведут себя скрученные листы графена и их стабильность при различных размерах и температурах.
«Мы сосредоточились на двух листах графена, уложенных друг на друга, но с углом закручивания», – сказал Багчи. «Мы провели атомистическое моделирование при разных температурах для разных размеров листов графена. Используя результаты этого моделирования, мы разработали аналитическую модель – вы можете подключить лист любого размера, с любым углом закручивания, и модель будет предсказывать количество локальных стабильных состояний, которые она имеет, а также критическую температуру, необходимую для достижения каждого из этих состояний. состояния."
Багчи объяснил, что двухслойный графен существует в раскрученной конфигурации Бернала, которая также является повторяющейся последовательностью укладки кристаллического гексагонального графита.

Когда двухслойный графен скручен, он хочет раскрутиться обратно в исходное состояние, потому что это наиболее стабильное состояние и расположение атомов.
"Когда скрученная атомная структура нагревается, она имеет тенденцию вращаться назад, но есть определенные магические углы закручивания, при которых структура остается стабильной ниже определенной температуры. И есть также зависимость от размера. Что интересно в нашей работе, так это то, что в зависимости от размера графенового листа мы можем предсказать, сколько у вас будет стабильных состояний, магические углы скручивания в этих стабильных состояниях, а также диапазон температур, необходимых для перехода скрученного графена из одно стабильное состояние в другое ", – сказал Багчи.

По словам Чу, производители пытались создать графеновые транзисторы, а скрученные бислои графена, как известно, демонстрируют захватывающие электронные свойства. При производстве этих графеновых транзисторов важно знать, какая температура будет возбуждать материал для достижения определенного вращения или механического отклика.

"Они знали, что лист графена имеет определенные электронные свойства, и добавление второго листа под углом дает новые уникальные свойства. Но одним атомным листом нелегко манипулировать. По сути, это исследование отвечает на вопросы о том, как скрученные листы графена ведут себя при термической нагрузке, и дает представление о механизмах и силах самовыравнивания на атомном уровне. Это потенциально могло бы открыть производителям путь к точному контролю угла закручивания 2D-структур материалов.

Они могут напрямую вводить параметры в модель, чтобы понять необходимые условия, необходимые для достижения определенного скрученного состояния."
Багчи сказал, что никто не изучал 2D-свойства таких материалов.

Это очень фундаментальное исследование, и оно началось как отдельный проект, когда он наткнулся на что-то необычное.
«Он заметил, что графеновые листы показывают некоторую температурную зависимость», – сказал Чу. "Мы задались вопросом, почему он так себя ведет – не как обычный материал.

"В обычных материалах интерфейс обычно очень прочный. С графеном интерфейс очень слабый, что позволяет слоям скользить и вращаться.

Наблюдение за этой интересной температурной зависимостью не планировалось. Это красота открытия в науке."

4 комментария к “Определены магические углы закручивания графеновых листов: исследователи определяют поведение скрученных графеновых листов и их стабильность при различных размерах и температурах”

Оставьте комментарий