Унікальна подія в науці: дослідники вперше змогли зафіксувати переміщення атомів у двовимірних матеріалах на відео.

Науковці вперше в історії змогли зафіксувати на відео теплову активність окремих атомів у двовимірних матеріалах.

Інноваційне дослідження, очолюване Ічао Чжаном, доцентом кафедри матеріалознавства в Університеті Меріленду, дало змогу виявити муарові фазони — маловидимі, але ключові коливання в ультратонких структурах.

Для досягнення цього результату команда застосувала інноваційний підхід – електронну птіхографію, що дозволяє досягти вражаючої роздільної здатності, яка перевищує 15 пікометрів. Це дало змогу виявити найменші зміщення атомних позицій, викликані тепловими коливаннями.

Муарові фази формуються, коли два шари атомів злегка зміщуються один щодо іншого. Це призводить до виникнення унікальних вібраційних моделей, які змінюють теплопровідність, електропровідність та навіть надпровідність. Раніше їхнє існування вважалося лише теоретичною концепцією.

"Це схоже на розшифровку таємного коду атомів," -- підкреслює Чжан. -- "Ми створили інструмент, що дає можливість заглянути в глибини квантової фізики двовимірних матеріалів."

Дослідження не лише підтвердило наявність фазонів, але й відкрило нові горизонти в області мікроскопії. Тепер науковці матимуть можливість досліджувати, яким чином дефекти та кордони між шарами впливають на теплопередачу, що є вкрай важливим для створення енергоощадних мікросхем, квантових комп'ютерів і наносенсорів.

Результати роботи опубліковані 24 липня в журналі Science. Це відкриття означає нову еру у проєктуванні матеріалів, де важлива не лише атомна структура, а й саме рух атомів.