Fysikere opdager usædvanlig superledningsevne i snoet trelagsgrafen

Fysikere brugte højopløsnings scanning tunneling mikroskopi og spektroskopi til at studere

superledning af tre-lags grafen,snoet i en magisk vinkel. Eksperimenter har vist, at superledning i dette materiale udviser flere meget usædvanlige egenskaber, som ikke kan beskrives ved hjælp af BCS-teori.

Kunstnerens gengivelse af tre-lags grafen. Billede: Polina Shmatkova og Margarita Davydova

Forskere målte udviklingen af ​​det superledende gab vhada elektroner fjernes fra trelaget med en kontakt, der tænder eller slukker for det elektriske felt. Det superledende mellemrum er en egenskab, der beskriver, hvor svært det er at tilføje eller fjerne individuelle elektroner i en superleder, forklarer forfatterne.

Fordi elektronerne i en superleder har tendens til detat danne par, kræver det en vis mængde energi at bryde disse par. Det kan være forskelligt for par, der bevæger sig i forskellige retninger i forhold til krystalgitteret. Som følge heraf har "gabet" en bestemt form, som bestemmes af sandsynligheden for, at parrene bliver brudt ved en vis mængde energi.

Også selvom der findes superledereI lang tid har en overraskende ny egenskab ved snoede tolags- og trelagsgrafenmaterialer været, at superledning i disse materialer kan tændes ved blot at påføre en spænding til en tilstødende elektrode.

Stevan Naj-Perge, fysiker ved Caltech, medforfatter af papiret

Forskere har fundet det i et snoet tre-laggrafen har to superledningstilstande med superledende spalteprofiler af forskellige former. Hvis en af ​​tilstandene kan forklares med en teori, der noget ligner BCS, så viser tilstedeværelsen af ​​to tilstande, at en yderligere overgang sandsynligvis finder sted inde i den superledende fase, bemærker forskerne. 

Forfatterne til værket mener, at en stigning i antalletlag gør superledning mere pålidelig, mens den forbliver let tunet. Denne egenskab åbner op for forskellige muligheder for at bruge snoet tre-lags grafen som superledende enheder til kvanteforskning og muligvis i kvanteinformationsbehandling.

Forsidebillede: Et tunnelmikroskopbillede af tre-lags grafen. Kilde: Caltech

Læs mere:

Hovedmyten om dinosaurer er blevet tilbagevist: Forskere har forstået, hvordan krybdyr overtog planeten

For 350 millioner år siden skete der noget mærkeligt med Jorden: det påvirkede beboeligheden

Fandt et kæmpe ozonhul. Det er farligt for 50 % af verdens befolkning og er synligt hele året rundt.