二维材料引发了材料研究的热潮。现在事实证明，当两种这样的分层材料堆叠并稍微扭曲时，会产生令人兴奋的效果。仅由一层碳原子组成的材料石墨烯的发现是全球竞赛的开始：今天，生产了所谓的 2D 材料，由不同类型的原子组成。通常具有非常特殊的材料特性的原子薄层，这在传统的较厚材料中是找不到的。

现在，这一研究领域又增加了一个章节：如果两个这样的 2D 层以直角堆叠，就会出现更多新的可能性。两层原子相互作用的方式产生了复杂的几何图案，这些图案对材料特性具有决定性的影响，正如维也纳工业大学和德克萨斯大学(奥斯汀)的一个研究小组现在已经能够证明的那样。声子——原子的晶格振动——受到两个材料层相互叠加的角度的显着影响。因此，通过这种层的微小旋转，可以显着改变材料特性。

莫尔效应

可以在家中使用两个防蝇纱板或任何其他可以相互重叠的规则网格来尝试基本想法：如果两个网格彼此完全一致，您很难从上面判断是否它是一两个网格。结构的规律性没有改变。

但是，如果您现在将其中一个网格旋转一个小角度，则网格的网格点有些地方大致匹配，而其他地方则不匹配。这样，就会出现有趣的图案——这就是众所周知的莫尔效应。

“你可以用两个材料层的原子晶格做完全相同的事情，”维也纳工业大学理论物理研究所的 Lukas Linhart 博士说。值得注意的是，这可以极大地改变某些材料的特性——例如，如果这种材料的两层以正确的方式组合，石墨烯就会变成超导体。

“我们研究了二硫化钼层，它与石墨烯一起可能是最重要的二维材料之一，”维也纳工业大学领导该项目的 Florian Libisch 教授说。“如果你把两层这种材料放在一起，这两层的原子之间就会发生所谓的范德华力。这些力相对较弱，但它们足够强大，可以完全改变整个系统的行为。系统。”

在精细的计算机模拟中，研究小组分析了由这些弱附加力引起的新双层结构的量子力学状态，以及这如何影响两层原子的振动。

旋转角度很重要

“如果你将两层相互扭转一点点，范德华力会导致两层的原子稍微改变它们的位置，”来自德克萨斯州奥斯汀的德州得克萨斯州的 Jiamin Quan 博士说。他领导了德克萨斯州的实验，该实验证实了计算结果：旋转角度可用于调整材料中哪些原子振动在物理上是可能的。

“在材料科学方面，以这种方式控制声子振动是一件很重要的事情，”Lukas Linhart 说，“通过将两层连接在一起可以改变二维材料的电子特性这一事实之前就已为人所知。但是材料中的机械振荡也可以由此控制这一事实现在为我们开辟了新的可能性。声子和电磁特性密切相关。因此，通过材料中的振动，人们可以干预重要的多体效应控制方式。” 在对声子效应的首次描述之后，研究人员现在正试图描述声子和电子的组合，希望能更多地了解超导等重要现象。

因此，材料物理莫尔效应使已经丰富的 2D 材料研究领域变得更加丰富，并增加了继续寻找具有以前无法实现的特性的新层状材料的机会，并使 2D 材料能够用作非常基本的材料的实验平台。固体。