مشاهده چرخش خودبه‌خودی در ساختار گرافن/نیترید بور

محققان دانشگاه منچستر موفق به کشف چرخش خودبه‌خودی در ساختار ترکیبی گرافن و نیترید بور شدند. این چرخش می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد.

مدت‌ها بود که محققان دانشگاه منچستر به دنبال پاسخ این سوال بودند که آیا ساختار ترکیبی گرافن و نیترید بور امکان چرخش خود به خودی دارد یا خیر. این گروه تحقیقاتی با چیدن بلورهای مختلف گرافن و نیترید بور روی هم موفق به تولید ساختاری چندبلوری شدند. در ادامه محققان نشان دادند که این ساختار می‌تواند به صورت خودبه‌خودی بچرخد.
این یافته‌های محققان می‌تواند دانش ما را درباره برهم‌کنش متقابل میان مواد دوبعدی بهبود دهد. اگر این برهم‌کنش‌ها کنترل شده باشد می‌توان از آن‌ها در حوزه‌های مختلف استفاده کرد.
برای افزایش دامنه کاربرد گرافن، بهتر است این ماده را با دیگر مواد ترکیب کرد که به ساختار ایجاد شده، ترکیب هتروساختار گفته می‌شود. برای مثال، اگر گرافن با دی کالکوژنیاد‌های فلزات انتقالی یا نیترید بور هگزاگونالی ترکیب شود، ماده جدیدی به دست می‌آید که می‌توان از آن در ساخت ترانزیستور، پیل خورشیدی یا دیود نشر نور استفاده کرد.
برهم‌کنش میان این لایه‌ها با استفاده از نیروی واندروالس انجام می‌شود که منجر به تشکیل ساختار لایه‌ای به صورت بلوری می‌شود. زمانی که این ساختار دچار تغییر شود، تمام ساختار دچار چرخش خودبه خودی می‌شود و در نهایت به حالت اولیه خود باز می‌گردد.
پدیده‌های جالب توجه دیگری در اثر ارتباط میان این مواد در هتروساختارها دیده شده‌است. برای مثال، یک الگوی درخشنده در ساختار آن دیده می‌شود که دلیل آن فعالیت‌های پیچیده الکترون‌ها در یک میدان مغناطیسی است. پدیده دیگر، الگوی مویر (Moire) است که به دلیل چرخش و هم‌تراز نشدن لایه‌ها بوجود می‌آید.
کشف این برهم‌کنش جدید می‌تواند مسیرهای تازه‌ای از برهم‌کنش میان مواد دو عدی ایجاد کند و در نهایت پتانسیل‌های کاربردی ترکیبات هتروساختار را افزایش دهد.