Fiziķi atklāj neparastu supravadītspēju savītā trīsslāņu grafēnā

Fiziķi pētīšanai izmantoja augstas izšķirtspējas skenēšanas tunelēšanas mikroskopiju un spektroskopiju

trīsslāņu grafēna supravadītspēja,savīti maģiskā leņķī. Eksperimenti ir parādījuši, ka šī materiāla supravadītspējai ir vairākas ļoti neparastas īpašības, kuras nevar aprakstīt, izmantojot BCS teoriju.

Mākslinieka trīsslāņu grafēna atveidojums. Attēls: Poļina Šmatkova un Margarita Davidova

Zinātnieki izmērīja supravadītāja spraugas attīstību, izmantojotjo elektroni tiek noņemti no trīsslāņa ar slēdzi, kas ieslēdz vai izslēdz elektrisko lauku. Supravadītāja sprauga ir īpašība, kas apraksta, cik grūti ir pievienot vai noņemt atsevišķus elektronus supravadītājā, skaidro autori.

Jo supravadītāja elektroni mēdzlai izveidotu pārus, ir nepieciešams zināms enerģijas daudzums, lai šos pārus izjauktu. Tas var atšķirties pāriem, kas pārvietojas dažādos virzienos attiecībā pret kristāla režģi. Rezultātā "spraugai" ir noteikta forma, ko nosaka varbūtība, ka pāri tiks sadalīti pie noteikta enerģijas daudzuma.

Pat ja supravadītāji pastāvJau ilgu laiku pārsteidzoši jauna savīto divslāņu un trīsslāņu grafēna materiālu iezīme ir tāda, ka supravadītspēju šajos materiālos var ieslēgt, vienkārši pieliekot spriegumu blakus esošajam elektrodam.

Stīvens Naj-Perge, Caltech fiziķis, darba līdzautors

Zinātnieki ir atklājuši, ka savīti trīs slāņosgrafēnam ir divi supravadītspējas režīmi ar dažādu formu supravadošiem spraugu profiliem. Ja vienu no režīmiem var izskaidrot ar teoriju, kas ir nedaudz līdzīga BCS, tad divu režīmu klātbūtne liecina, ka supravadīšanas fāzē, iespējams, notiek papildu pāreja, atzīmē pētnieki. 

Autori uzskata, ka skaita pieaugumsslāņi padara supravadītspēju uzticamāku, vienlaikus saglabājot to viegli regulējamu. Šis īpašums paver dažādas iespējas izmantot savītu trīsslāņu grafēnu kā supravadītājas ierīces kvantu pētījumos un, iespējams, kvantu informācijas apstrādē.

Vāka attēls: trīsslāņu grafēna tunelēšanas mikroskopa attēls. Avots: Caltech

Lasīt vairāk:

Galvenais mīts par dinozauriem ir atspēkots: zinātnieki ir sapratuši, kā rāpuļi pārņēma planētu

Pirms 350 miljoniem gadu ar Zemi notika kaut kas dīvains: tas ietekmēja apdzīvojamību

Atrasts milzīgs ozona caurums. Tas ir bīstams 50% pasaules iedzīvotāju un ir redzams visu gadu.