Natuurkundigen van het Massachusetts Institute of Technology hebben een ongebruikelijke eigenschap van grafeen ontdekt met een ‘magie’
Om een "gecontroleerde supergeleider" te creërennatuurkundigen plaatsten grafeen tussen twee lagen boornitride, een tweedimensionaal isolatiemateriaal. Het midden van deze "sandwich" wordt gevormd door twee vellen grafeen, terwijl de bovenste is geroteerd ten opzichte van de onderste met een "magische" hoek van 1,1°. Van boven en van onder is het bedekt met lagen boornitride. In dit geval is de eerste uitgelijnd ten opzichte van de bovenste laag grafeen en is de tweede 30° verschoven.
Apparaatillustratie:het donkergrijze grafeen in het midden zit ingeklemd tussen lagen boornitride (blauw en paars). De inzet toont patronen gevormd door tweelaags grafeen dat in een ‘magische’ hoek is gevouwen. Afbeelding: Dahlia R. Klein et al., Nature Nanotechnology, MIT News
De onderzoekers ontdekten dat alsspanning op zo'n laag grafeen, waarna het gedraaide tweelaagse grafeen van elektronische toestand wisselde, waarbij het ging tussen isolerende, geleidende en supergeleidende toestanden bij bepaalde bekende spanningen.
Onderzoekers hebben vergelijkbare resultaten verkregeneerder, maar in een nieuwe studie, hebben natuurkundigen ook aangetoond dat de elektronische toestand aanhoudt in plaats van verdwijnt nadat de spanning is verwijderd. Ze ontdekten dat de grafeenlagen bij een bepaalde spanning in een supergeleider veranderden en dat ook bleven nadat de spanning was uitgeschakeld.
Dit bistabiele effect suggereert dat een "vingerknip" - een korte elektrische puls - voldoende is om supergeleiding in gedraaid grafeen te activeren.
Voor de overgrote meerderheid van materialen, alsverwijder het elektrische veld, de elektrische toestand zal verdwijnen. Voor het eerst is er een supergeleidend materiaal gemaakt dat abrupt kan worden in- en uitgeschakeld met behulp van elektriciteit. Dit zal de weg vrijmaken voor een nieuwe generatie op grafeen gebaseerde getwiste supergeleidende elektronica.
Pablo Jarillo-Herrero, hoogleraar natuurkunde aan het Massachusetts Institute of Technology en co-auteur van de studie
Lees verder:
Het als nep beschouwde zwaard blijkt een 3000 jaar oud artefact uit de Bronstijd te zijn
Nieuwe passages uit het Dodenboek gevonden in Egypte
Zie hoe het superjacht op waterstof met 75 knopen over het water 'vliegt'