p Materiais bidimensionais (2-D), que consistem em uma única camada de átomos, têm atraído muita atenção desde o isolamento do grafeno em 2004. Eles têm eletricidade exclusiva, óptico, e propriedades mecânicas, como alta condutividade, flexibilidade e força, o que os torna materiais promissores para coisas como lasers, fotovoltaica, sensores e aplicações médicas. p Quando uma folha de material 2-D é colocada sobre outra e ligeiramente girada, a torção pode mudar radicalmente as propriedades do material de bicamada e levar a comportamentos físicos exóticos, como supercondutividade de alta temperatura - saída para engenharia elétrica; óptica não linear - estimulante para lasers e transmissão de dados; e super-lubricidade estrutural - uma propriedade mecânica recém-descoberta que os pesquisadores estão apenas começando a entender. O estudo dessas propriedades deu origem a um novo campo de pesquisa chamado twistronics, assim chamado porque é uma combinação de torção e eletrônica.

p Os pesquisadores da Universidade Aalto, em colaboração com colegas internacionais, desenvolveram agora um novo método para fazer essas camadas torcidas em escalas grandes o suficiente para serem úteis, pela primeira vez. Seu novo método para transferir camadas de um átomo de dissulfeto de molibdênio (MoS2) permite aos pesquisadores controlar com precisão o ângulo de torção entre as camadas com até um centímetro quadrado de área, tornando-o um recorde em termos de tamanho. Controlar o ângulo de torção interlayer em grande escala é crucial para as futuras aplicações práticas da twistrônica.

p "Nosso método de torção demonstrado nos permite ajustar as propriedades de estruturas MoS2 multicamadas empilhadas em escalas maiores do que nunca. O método de transferência também pode ser aplicado a outros materiais em camadas bidimensionais, "diz o Dr. Luojun Du da Aalto University, um dos principais autores da obra.

p Um avanço significativo para um novo campo de pesquisa

p Como a pesquisa twistrônica foi introduzida apenas em 2018, ainda é necessária pesquisa básica para entender melhor as propriedades dos materiais torcidos antes que eles encontrem seus caminhos para aplicações práticas. O Prêmio Wolf de Física, um dos mais prestigiosos prêmios científicos, foi concedido aos Profs. Rafi Bistritzer, Pablo Jarillo-Herrero, e Allan H. MacDonald este ano por seu trabalho inovador em twistronics, que indica o potencial de mudança de jogo do campo emergente.

p Pesquisas anteriores demonstraram que é possível fabricar o ângulo de torção necessário pelo método de transferência ou por técnicas de manipulação da ponta do microscópio de força atômica em pequenas escalas. O tamanho da amostra geralmente é da ordem de dez mícrons, menos do que o tamanho de um cabelo humano. Filmes maiores de poucas camadas também foram fabricados, mas seu ângulo de torção intercamada é aleatório. Agora, os pesquisadores podem cultivar filmes grandes usando um método de crescimento epitaxial e um método de transferência de assistente de água.

p "Uma vez que nenhum polímero é necessário durante o processo de transferência, as interfaces de nossa amostra são relativamente limpas. Com o controle do ângulo de torção e interfaces ultra-limpas, poderíamos ajustar as propriedades físicas, incluindo modos de intercamada de baixa frequência, estrutura da banda, e propriedades ópticas e elétricas, "Du diz.

p "De fato, o trabalho é de grande importância para orientar as futuras aplicações de twistronics com base em materiais 2-D, "acrescenta o professor Zhipei Sun da Aalto University.

p Os resultados foram publicados em Nature Communications .