Οι φυσικοί ανακαλύπτουν ασυνήθιστη υπεραγωγιμότητα σε συνεστραμμένο γραφένιο τριών στρωμάτων

Οι φυσικοί χρησιμοποίησαν μικροσκοπία και φασματοσκοπία σάρωσης σήραγγας υψηλής ανάλυσης για να μελετήσουν

υπεραγωγιμότητα γραφενίου τριών στρωμάτων,στριμμένα σε μια μαγική γωνία. Πειράματα έχουν δείξει ότι η υπεραγωγιμότητα σε αυτό το υλικό παρουσιάζει αρκετές πολύ ασυνήθιστες ιδιότητες που δεν μπορούν να περιγραφούν χρησιμοποιώντας τη θεωρία BCS. 

Καλλιτεχνική απόδοση γραφενίου τριών στρωμάτων. Εικόνα: Polina Shmatkova και Margarita Davydova

Οι επιστήμονες μέτρησαν την εξέλιξη του υπεραγώγιμου κενού χρησιμοποιώνταςκαθώς τα ηλεκτρόνια αφαιρούνται από την τριστιβάδα με διακόπτη που ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί το ηλεκτρικό πεδίο. Το υπεραγώγιμο χάσμα είναι μια ιδιότητα που περιγράφει πόσο δύσκολο είναι να προστεθούν ή να αφαιρεθούν μεμονωμένα ηλεκτρόνια σε έναν υπεραγωγό, εξηγούν οι συγγραφείς. 

Επειδή τα ηλεκτρόνια σε έναν υπεραγωγό τείνουν ναγια να σχηματιστούν ζεύγη, χρειάζεται ένα ορισμένο ποσό ενέργειας για να σπάσουν αυτά τα ζεύγη. Μπορεί να είναι διαφορετικό για ζεύγη που κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις σε σχέση με το κρυσταλλικό πλέγμα. Ως αποτέλεσμα, το "κενό" έχει ένα συγκεκριμένο σχήμα, το οποίο καθορίζεται από την πιθανότητα να σπάσουν τα ζεύγη σε μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας.

Παρόλο που υπάρχουν υπεραγωγοίΓια πολύ καιρό, ένα εκπληκτικά νέο χαρακτηριστικό των συνεστραμμένων υλικών γραφενίου δύο και τριών στρωμάτων είναι ότι η υπεραγωγιμότητα σε αυτά τα υλικά μπορεί να ενεργοποιηθεί με απλή εφαρμογή τάσης σε ένα παρακείμενο ηλεκτρόδιο.

Stevan Naj-Perge, φυσικός στο Caltech, συν-συγγραφέας της εργασίας

Οι επιστήμονες βρήκαν ότι σε ένα στριμμένο τριών στρωμάτωνΤο γραφένιο έχει δύο τρόπους υπεραγωγιμότητας με προφίλ υπεραγώγιμου διακένου διαφορετικών σχημάτων. Εάν ένας από τους τρόπους μπορεί να εξηγηθεί με μια θεωρία κάπως παρόμοια με το BCS, τότε η παρουσία δύο τρόπων δείχνει ότι είναι πιθανό να λάβει χώρα μια πρόσθετη μετάβαση εντός της υπεραγώγιμης φάσης, σημειώνουν οι ερευνητές. 

Οι συγγραφείς του έργου πιστεύουν ότι η αύξηση του αριθμούΤα στρώματα καθιστούν την υπεραγωγιμότητα πιο αξιόπιστη, ενώ παραμένει εύκολα συντονισμένη. Αυτή η ιδιότητα ανοίγει διάφορες δυνατότητες για τη χρήση συνεστραμμένου γραφενίου τριών στρωμάτων ως υπεραγώγιμων συσκευών για κβαντική έρευνα και πιθανώς στην κβαντική επεξεργασία πληροφοριών.

Εικόνα εξωφύλλου: Εικόνα μικροσκοπίου σήραγγας γραφενίου τριών στρωμάτων. Πηγή: Caltech

Διαβάστε περισσότερα:

Ο κύριος μύθος για τους δεινόσαυρους διαψεύστηκε: οι επιστήμονες κατάλαβαν πώς τα ερπετά κυρίευσαν τον πλανήτη

Πριν από 350 εκατομμύρια χρόνια, κάτι περίεργο συνέβη στη Γη: επηρέασε την κατοικησιμότητα

Βρήκε μια τεράστια τρύπα του όζοντος. Είναι επικίνδυνο για το 50% του παγκόσμιου πληθυσμού και είναι ορατό όλο το χρόνο.