Otáčení grafenových vrstev slibuje supravodivost

Pavel Houser , 16. February 2019 07:30 0 komentářů
Otáčení grafenových vrstev slibuje supravodivost

Grafen a další 2D materiály stokrát jinak. Kouzla s geometrií: otáčení, posouvání a srůstání vrstev, kombinace trojúhelníků s šestiúhelníky. Nové elektrody umožní, při výrobě se uplatňuje 3D tisk. Možností pro experimenty existuje nespočetně.

Supravodivost

Ve vědeckých studiích vztahujících se k elektronice/technologiím v posledním roce opět přibylo výzkumů týkajících se supravodivosti. Logicky se toto téma spojuje i s grafenem, což je také materiál se speciálními vlastnostmi z hlediska chování elektronů.

V německém Helmholtz Association a na Technické univerzity v Chemnitzu experimentují se supravodivostí u grafenu pomocí vůči sobě posunutých/pootočených vrstev. Již dříve se např. podařilo prokázat, že velmi zajímavé vlastnosti mají dvě vrstvy grafenu pootočené vůči sobě o 1,1º.

Viz také: 2D materiály: Ladění výroby a magický úhel

Teoretické úvahy vedly k tomu, že nějaké z těchto uspořádání by mohlo mít blízko k supravodivosti. Problémem samozřejmě je vůbec docílit toho, aby vrstvy byly vůči sobě pootočeny a současně posunuty (respektive neposunuty, kromě pootočení se většinou požaduje, aby ležely přesně na sobě). Vědci nyní přišli s metodou, jak vrstvy grafenu s požadovanou geometrií získávat zahříváním karbidu křemíku. Prozatím se nepředpokládá, že by to stačilo samo o sobě, z teorií ale vyplývá velmi slibná možnost: pokud bychom do dokázali dokázali na přesná místa vložit další atomy (dopanty), všechny potřebné podmínky pro vznik supravodivosti by splněny být mohly.

(Mimochodem, v loňském roce se podařilo připravit několik materiálů supravodivých prakticky při pokojové teplotě. Proč se tyto výzkumy nedostaly na první stránky? Jedná se totiž o sloučeniny dosti exotické, jejichž stabilita pro změnu vyžaduje obří tlaky.)

Twistrony

Výraz „twistron“ ve vědecké rubrice ITBiz již padl, to se týkal jiné moderní modifikace uhlíku – jednalo se o otáčení uhlíkových nanotrubiček.

Viz také: Doba uhlíková: Zlatý metamateriál a twistron

Jak to souvisí s grafenem? Výše zmíněné vrstvy 2D materiálů by totiž na sobě nemusely ležet staticky, ale šlo by jimi vůči sobě dále otáčet a posouvat i za provozu. Tímto způsobem by pak šlo připravit nejen např. supravodivé prvky elektronických obvodů, ale jejich (i jinak výjimečné) vlastnosti navíc přepínat. Vědci v Columbia University právě toto označují za „twistronickou elektroniku“. Prozatím experimentovali hlavně s natáčením grafenu na vrstvě nitridu bóru, tato kombinace umožňuje pak různým zarovnáváním atomů měnit velikost zakázaného pásu (podařilo se ji zvýšit, tj. zvýraznit polovodičový charakter grafenu), ale i mechanické a optické vlastnosti materiálu. Musí ovšem dojít k nějakému „zarovnání“, grafen položený na nitrid boru náhodně se téměř jistě bude chovat jako běžný grafen.

Vzhledem k tomu, kolik známe 2D materiálů a kolika způsoby lze různé vrstvy (není nutno se omezovat na 2) vůči sobě umístit, je zde obrovský prostor pro další zkoumání. Otáčením či posouváním by prvky budoucí elektroniky mohlo jít snadno přepínat i mezi více než dvěma stavy. 2D materiál o více vrstvách působí jako protimluv, ovšem vrstvy jsou k sobě stále vázány jen slabě a nesplývají. Proto s nimi lze ostatně dále manipulovat, aniž bychom celou unikátní strukturu zničili. Elektrony se nicméně za určitých podmínek mohou pohybovat nejen v rámci své původní vrstvy, ale i přeskakovat mezi nimi, respektive se vzájemně ovlivňují i napříč vrstvami.

Elektrody

Vědci z University of California v San Diegu vytvořili z grafenu nový typ elektrody. Přidání nanočástic platiny dále snížilo odpor materiálu, a přitom nezměnilo jeho průhlednost. Podle autorů výzkumu by se takové miniaturní elektrody daly využít např. pro sledování mozkových procesů na úrovni jednotlivých neuronů (díky průhlednosti lze současně s měřením elektrické aktivity vizualizovat mozek pod elektrodami, měření elektrické aktivity je díky nízkému odporu jen minimálně ovlivněno náhodným šumem).

Namísto platiny by šel možná použít i jiný (levnější) kov, rovněž využití příslušných elektrod bude jistě mnohem širší než jen pro zobrazovací techniky.


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Počítačové hry v hlavě – a to dokonce multiplayer

Pavel Houser , 03. August 2019 06:30
Pavel Houser

Tetris v podání vědců z University of Washington připomíná málem telepatii – jeden z hráčů vidí pada...

Více



Kalendář

25. 08.

29. 08.
VMworld US 2019
05. 09.

06. 09.
Technical Computing Camp 2019
06. 09.

11. 09.
IFA 2019
RSS 

Zprávičky

Huawei bude moci nakupovat americké součástky o 90 dní déle

ČTK , 19. August 2019 15:33

Ministerstvo obchodu USA také oznámilo, že zařadí na černou listinu zhruba 50 přidružených firem Hua...

Více 0 komentářů

Bezpečnostní rady státu jedná o kybernetickém útoku na ministerstvo zahraničí

ČTK , 19. August 2019 11:36

Ministerstvo zahraničí čelilo kybernetickému útoku v červnu....

Více 0 komentářů

V Irsku končí první šetření velké firmy okolo pravidel GDPR

ČTK , 19. August 2019 08:00

Celý proces zřejmě bude trvat měsíce, protože firma musí dostat čas na to, aby se mohla k vyšetřován...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Většina uživatelů sociálních sítí v USA by za ně byla ochotna platit

ČTK , 18. August 2019 08:00

Autoři dále spočítali, kolik by platformy vydělaly, pokud by vycházely pouze s příjmy od předplatite...

Více 0 komentářů

Larry Ellison má 75 let

ČTK , 17. August 2019 08:00

Larry Ellison stál u zrodu softwarového gigantu Oracle. Bývá popisován jako extravagantní multimilia...

Více 0 komentářů

ICT odborníků je v ČR stále nedostatek, medián mzdy je přes 52 tisíc Kč

Pavel Houser , 16. August 2019 10:00

Nejvíce si vydělají ICT odborníci v peněžnictví a pojišťovnictví, ať už se jedná o specialisty nebo ...

Více 0 komentářů

T-Mobile letos vyplatil dividendu 5,6 miliardy Kč

ČTK , 16. August 2019 09:01

Konkurenční O2 za loňský rok vyplatila akcionářům celkem 6,5 miliardy Kč....

Více 0 komentářů