Moiré-kuvioita ferrosähköisyyden parissa

Australialaisen Flindersin yliopiston johtama uusi tutkimus tutkii atomitason "moiré-kuvioita" lupaavalla ferrosähköisyyden alalla.

Tutkimus, johon osallistuvat myös Monashin yliopiston ja Nanyangin teknillisen yliopiston asiantuntijat, pyrkii etenemään sähkön ja optiikan tieteen alalla tutkimalla näitä monimutkaisia "superhila"-kuvioita eri tavoin uusien energia- ja materiaaliominaisuuksien luomiseksi.

"Kun voimme asettaa päällekkäin yksittäisten atomien ohuita kerroksia epätasaisesti saavuttaaksemme fysikaalisia ominaisuuksia, joita ei esiinny tavallisissa toistuvissa materiaaleissa – mukaan lukien suprajohtavuus, erityiset eristävät ja johtavat tilat sekä ferrosähköisyys", sanoo Flindersin tohtori Pankaj Sharma.

"Emme täysin ymmärrä, miten nämä rakenteet käyttäytyvät, mutta varhaiset kokeet paljastavat joitakin epätavallisia elektronisia ja optisia vaikutuksia, mikä viittaa siihen, että moiré-ferrosähköisillä materiaaleilla voisi olla tärkeä rooli tulevaisuuden vähän energiaa kuluttavissa nanoelektroniikan ja fotoniikan sovelluksissa."

Magnetismin ohella ferroelektrisyyteen liittyy metallimateriaalin sisällä sähkövarauksia magneettisten napojen sijaan. Tietyissä materiaaleissa pienet sähköiset dipolit asettuvat linjaan muodostaen sähköisen polarisaation, jota voidaan vaihtaa käyttämällä jännitettä.

Uusin tutkimus käytti edistynyttä mikroskopiaa ja muita tekniikoita polarisaatiotekstuurien ja niiden muodostumisolosuhteiden tutkimiseen moiré-materiaaleissa.

Sharman laboratoriossa työskentelevä tohtoriopiskelija Josh Edwards, tutkimuksen toinen kirjoittaja, sanoo, että huolellisesti päällekkäin pinottujen ohuiden kerrosten mahdollinen vaikutus on merkittävä.

"Nämä pienet polaariset rakenteet voivat reagoida hyvin nopeasti monenlaisiin ulkoisiin ärsykkeisiin ja voisivat siksi mahdollisesti ylittää vastaavanlaiset magneettiset rakenteet, joita parhaillaan tutkitaan laskentateknologioissa, kuten suuren tiheyden muistissa ja aivojen inspiroimissa laskentajärjestelmissä", hän sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Moiré-superhila ja neliulotteinen kvanttimaailma

Kiertymällä ohjattu magnetismi kasvaa moiré-efektin ulkopuolelle

Dynaamista moiré-kerrosten kiertoa