Fysiker upptäcker ovanlig supraledning i vriden trelagersgrafen

Fysiker använde högupplöst skanningstunnelmikroskopi och spektroskopi för att studera

supraledning av treskiktsgrafen,vriden i en magisk vinkel. Experiment har visat att supraledning i detta material uppvisar flera mycket ovanliga egenskaper som inte kan beskrivas med BCS-teori.

Konstnärs rendering av trelagers grafen. Bild: Polina Shmatkova och Margarita Davydova

Forskare mätte utvecklingen av det supraledande gapet med hjälp aveftersom elektroner avlägsnas från treskiktet med en omkopplare som slår på eller av det elektriska fältet. Det supraledande gapet är en egenskap som beskriver hur svårt det är att lägga till eller ta bort enskilda elektroner i en supraledare, förklarar författarna.

Eftersom elektronerna i en supraledare tenderar att göra detför att bilda par krävs det en viss mängd energi för att bryta dessa par. Det kan vara olika för par som rör sig i olika riktningar i förhållande till kristallgittret. Som ett resultat har "gapet" en specifik form, som bestäms av sannolikheten att paren kommer att brytas vid en viss mängd energi.

Även om supraledare finnsUnder lång tid är en överraskande ny egenskap hos vridna tvålagers och trelagers grafenmaterial att supraledning i dessa material kan slås på genom att helt enkelt applicera en spänning på en intilliggande elektrod.

Stevan Naj-Perge, fysiker vid Caltech, medförfattare till tidningen

Forskare har funnit det i ett vridet trelagergrafen har två supraledningslägen med supraledande spaltprofiler av olika former. Om ett av lägena kan förklaras av en teori som något liknar BCS, så visar närvaron av två lägen att en ytterligare övergång sannolikt äger rum inne i den supraledande fasen, noterar forskarna. 

Författarna till arbetet tror att en ökning av antaletlager gör supraledning mer tillförlitlig, samtidigt som den förblir lättinställd. Denna egenskap öppnar upp för olika möjligheter för att använda vriden trelagersgrafen som supraledande enheter för kvantforskning och eventuellt vid kvantinformationsbehandling.

Omslagsbild: En tunnelmikroskopbild av trelagers grafen. Källa: Caltech

Läs mer:

Huvudmyten om dinosaurier har vederlagts: forskare har förstått hur reptiler tog över planeten

För 350 miljoner år sedan hände något konstigt med jorden: det påverkade beboeligheten

Hittade ett stort ozonhål. Det är farligt för 50 % av världens befolkning och är synligt året runt.