Mezinárodní tým, jehož klíčovou součástí byla Viera Skákalová z výzkumného ústavu NTC Západočeské univerzity v Plzni, poprvé v historii přímo pozoroval novou fázi hmoty mezi pevným a tekutým skupenstvím ve dvourozměrném krystalu. Práci publikoval časopis Science. Pro ZČU jde o první zmínku v tomto prestižním periodiku.
Když se led mění ve vodu, jde o běžný proces z každodenního života. Co se ale děje, když se na kapalinu mění krystal, který je tlustý pouze několik atomů? Právě na tuto otázku odpovídá vědecký článek mezinárodního týmu fyziků, který v závěru roku otiskl časopis Science.
Vědci u extrémně tenké vrstvy jodidu stříbrného poprvé popsali a pozorovali existenci takzvané hexatické fáze v tomto typu materiálu. Takzvaná hexatická fáze je přechodný stav mezi pevnou látkou a kapalinou, který existuje pouze ve 2D.
„Představte si to jako vojenský útvar, který se začne rozpadat. Vojáci už nedrží přesné rozestupy v řadách a ztrácejí pravidelné uspořádání, ale stále se všichni dívají stejným směrem a udržují orientaci. To je hexatická fáze. Trvá jen krátce v úzkém teplotním okně těsně před úplným roztavením,“ vysvětlila Viera Skákalová.
K zachycení tohoto jevu využil tým unikátní experimentální metodu, při níž uzavřel krystaly jodidu stříbrného mezi vrstvy grafenu a sledoval jejich proměnu pomocí špičkových elektronových mikroskopů s atomárním rozlišením.
„Objev nové fáze hmoty ve dvourozměrných krystalech otevírá cestu k přesnému řízení a ovlivňování vlastností extrémně tenkých materiálů,“ vysvětlila přínos studie Viera Skákalová. To podle ní umožňuje vyvíjet rychlejší, úspornější a flexibilní elektroniku, citlivé senzory a nové technologie pro energetiku, které by bez znalosti chování těchto materiálů při přechodu mezi pevnou a kapalnou fází nebyly možné.
Publikace v časopise Science je pro NTC ZČU historickým milníkem. „Jedná se o první publikaci se spoluautorstvím NTC v tomto časopise. Je to potvrzení, že naše strategie zaměřit se na špičkový výzkum kvantových materiálů nese ovoce a že se řadíme mezi světovou špičku,“ řekl Petr Kavalíř, ředitel výzkumného centra NTC. Na studii se kromě Západočeské univerzity v Plzni podíleli také autoři z předních vědeckých pracovišť v Rakousku, Německu, Belgii, Polsku a na Slovensku.
Odkaz na publikaci: Hexatic phase in covalent two-dimensional silver iodide | Science