Fyzici objavujú nezvyčajnú supravodivosť v skrútenom trojvrstvovom graféne

Fyzici použili na štúdium skenovaciu tunelovú mikroskopiu s vysokým rozlíšením a spektroskopiu

supravodivosť trojvrstvového grafénu,skrútené v magickom uhle. Experimenty ukázali, že supravodivosť v tomto materiáli vykazuje niekoľko veľmi neobvyklých vlastností, ktoré nemožno opísať pomocou teórie BCS.

Umelecké stvárnenie trojvrstvového grafénu. Obrázok: Polina Šmatková a Margarita Davydová

Vedci merali vývoj supravodivej medzery pomocouako sú elektróny odstránené z trojvrstvy spínačom, ktorý zapína alebo vypína elektrické pole. Supravodivá medzera je vlastnosť, ktorá popisuje, aké ťažké je pridať alebo odstrániť jednotlivé elektróny v supravodiči, vysvetľujú autori.

Pretože elektróny v supravodiči majú tendenciuna vytvorenie párov je potrebné určité množstvo energie na rozbitie týchto párov. Môže sa líšiť pre páry pohybujúce sa v rôznych smeroch vzhľadom na kryštálovú mriežku. Výsledkom je, že „medzera“ má špecifický tvar, ktorý je určený pravdepodobnosťou, že sa páry rozbijú pri určitom množstve energie.

Aj keď supravodiče existujúPo dlhú dobu je prekvapivo novou vlastnosťou skrútených dvojvrstvových a trojvrstvových grafénových materiálov to, že supravodivosť v týchto materiáloch možno zapnúť jednoduchým privedením napätia na susednú elektródu.

Stevan Naj-Perge, fyzik v Caltech, spoluautor článku

Vedci zistili, že v skrútenej trojvrstvegrafén má dva režimy supravodivosti so supravodivými medzerovými profilmi rôznych tvarov. Ak jeden z režimov možno vysvetliť teóriou trochu podobnou BCS, potom prítomnosť dvoch režimov ukazuje, že vo fáze supravodivosti pravdepodobne dochádza k ďalšiemu prechodu, poznamenávajú výskumníci. 

Autori práce sa domnievajú, že nárast počtuvrstvy robia supravodivosť spoľahlivejšou, pričom zostávajú ľahko laditeľné. Táto vlastnosť otvára rôzne možnosti využitia skrúteného trojvrstvového grafénu ako supravodivých zariadení pre kvantový výskum a možno aj pri kvantovom spracovaní informácií.

Titulný obrázok: Snímka trojvrstvového grafénu z tunelového mikroskopu. Zdroj: Caltech

Čítaj viac:

Hlavný mýtus o dinosauroch bol vyvrátený: vedci pochopili, ako plazy ovládli planétu

Pred 350 miliónmi rokov sa Zemi stalo niečo zvláštne: ovplyvnilo to obývateľnosť

Našli obrovskú ozónovú dieru. Je nebezpečný pre 50 % svetovej populácie a je viditeľný po celý rok.