В статье, опубликованной в ACS Nano, команда, возглавляемая исследователями из Института промышленных наук Токийского университета, объявила об открытии ранее невиданного муарового узора: серии периодических одномерных полос в двойных слоях дителлурида вольфрама.

В наноматериалах муаровые узоры зависят от относительного угла между двумя слоями атомов; регулируя угол между решетками, можно создавать различные узоры. Как правило, этот угол скручивания невелик - всего несколько градусов, - поскольку характерный размер рисунка уменьшается с увеличением угла скручивания. Однако, когда исследователи поэкспериментировали с большими углами поворота, произошло нечто неожиданное.

"Результирующий узор представляет собой серию параллельных полос", - говорит Ицзинь Чжан, один из авторов исследования. "Типичные интерференционные картины выглядят как двумерные массивы ярких пятен. Эти одномерные полосы полностью отличаются от всех ранее известных узоров."

Это явление частично можно объяснить выбором материала. Дителлурид вольфрама имеет очень нетрадиционную кристаллическую структуру, состоящую из искаженных четырехугольников, а не из упорядоченной сотовидной решетки.

"Более неупорядоченная решетка означает меньшее количество ограничений на угол закручивания", - объясняет Томоки Мачида, старший автор исследования. "Решив изучить этот материал, мы можем свободно исследовать закономерности, которые возникают при значительном увеличении угла обзора".

С помощью теоретического моделирования и экспериментов с просвечивающей электронной микроскопией команда смогла подтвердить, что одномерные полосы возникают точно под углами скручивания 61,767° и 58,264°. Изменение угла даже на десятую долю градуса приводит к тому, что интерференционная картина возвращается к традиционным ярким пятнам.

"Муаровые узоры определяют оптоэлектронные свойства материалов, поэтому это открытие открывает двери для создания материалов с уникальными анизотропными свойствами", - говорит Чжан. "Например, вскоре может появиться возможность настраивать наноматериалы таким образом, чтобы они проводили тепло или электричество в определенном направлении".

Исследователи предполагают, что другие материалы также обладают подобными одномерными узорами при больших углах скручивания, и в настоящее время ведут их поиск, а также разрабатывают способы применения своего открытия для изучения одномерных явлений. Независимо от того, что они найдут, почти наверняка последуют более интересные интерференционные картины.