В отличие от классических кристаллов, в квазикристаллах отсутствует так называемая трансляционная симметрия, при которой любые элементарные ячейки можно совместить параллельным переносом. Тем не менее структура квазикристаллов характеризуется высокой степенью упорядоченности.

Исследователи из мюнхенского Технического университета (TUM), Научно-технического университета Гонконга (HKUST) и испанского института IMDEA Nanoscience разработали методологию производства двумерных квазикристаллов из металлорганической сети. Это достижение открывает путь к созданию новых материалов для перспективных приложений.

«Мы теперь имеем новый набор строительных блоков, которые можем использовать для сборки многих различных квазикристаллических структур. Это многообразие позволяет нам исследовать как формируются квазикристаллы», — объясняют физики TUM в работе, опубликованной в Nature Chemistry.

Новая методика была успешно опробована на европии — атомы этого металла семейства лантаноидов удалось скомбинировать с органическими соединениями и получить двумерную квазикристаллическую структуру с возможностью расширения в третье измерение. Её геометрия, мозаика из четырёх базовых элементов, составляющих треугольники и прямоугольники, неравномерно распределенные по подложке, была подтверждена исследованиями на сканирующем туннельном микроскопе.

«Мы открыли новую площадку для опытов, где можно не только изучать квазикристаллы, но и создавать новую функциональность, в особенности, для приложений из оптических и магнитных областей», — заявил доктор Давид Эсиха (David Écija) из IMDEA Nanoscience.

Взаимодействия лантаноидных базовых блоков в новых квазикристаллах открывают возможность разработки так называемых фрустрированных систем с экзотическими магнитными базовыми состояниями, которые рассматриваются как потенциальные хранилища информации для будущих квантовых компьютеров.