位相遷移： 高圧下では、層状の材料は、層の配置と積み重ねが変化する位相遷移を経験する可能性があります。これらの遷移は、新しい結晶構造の出現、電子特性の変化、および機械的強度の向上につながる可能性があります。たとえば、グラフェンシートで構成される層状材料であるグラファイトは、極度の圧力下でダイヤモンドとして知られる密度が高く、より硬い位相に変換されます。
exfoliation：
せん断力または機械的応力を適用すると、層状の材料が個々の原子的薄層に分割されるプロセスを誘発する可能性があります。この現象は、グラフェンや遷移金属ジチャルコゲニドなど、層間結合が弱い材料で特に顕著です。角質除去により、電子機器、光学系、エネルギー貯蔵など、さまざまな分野でアプリケーションを見つける高品質の2次元材料の生産が可能になります。
超伝導性：
特定の層状の材料は、極端な条件にさらされると、抵抗性がゼロで電気を導入する能力である超伝導性を示すことがわかっています。たとえば、酸化銅やその他の元素の交互の層で構成される銅材料が非常に低い温度に冷却され、高圧にさらされると、それらは超伝導になります。この動作は、材料の層内の電子的相互作用の修正から生じます。
量子効果：
非常に低い温度で高圧下で、階層化された材料は、部屋の状態で通常観察されない量子効果を表示できます。これらの効果には、分数の量子ホール状態の出現が含まれます。そこでは、電子が通常の電荷のほんの一部を持っているかのように振る舞い、量子スピン液として知られるエキゾチックな磁気相の形成が含まれます。これらの現象は、基本的な量子物理学に関する洞察を提供し、超低電子電子機器などの技術的アプリケーションの可能性を保持しています。
強化された磁気：
レイヤー化は、材料の磁気挙動に大きく影響する可能性があります。層状の磁気材料が外部圧力にさらされると、それらの磁気特性を増幅することができます。この現象は、隣接する磁気モーメントのスピンがアンチアライメントされている層状の反強磁性材料に特に関連しています。高圧下では、反強磁性相互作用が抑制される可能性があり、すべての磁気モーメントが同じ方向に整列する強磁性の出現につながります。
これらは、層状の材料が瀬戸際に押し込まれたときに起こることのほんの一部です。科学者は、極端な条件下で層状材料の動作を調査することにより、最先端の技術的アプリケーションの独自の特性を活用し、行動を管理する基本原則に関する洞察を得ることを目指しています。これらの極端な環境は、研究者に、階層化された材料の複雑な世界を操作し理解するための貴重なツールを提供し、新しい発見と、カスタマイズされた特性を持つ革新的な材料の可能性につながります。
