นักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้ค้นพบคุณสมบัติที่ผิดปกติของกราฟีนที่มี "ความมหัศจรรย์"
เพื่อสร้าง "ตัวนำยิ่งยวดควบคุม"นักฟิสิกส์วางกราฟีนไว้ระหว่างชั้นโบรอนไนไตรด์ 2 ชั้น ซึ่งเป็นวัสดุฉนวนสองมิติ ศูนย์กลางของ "แซนวิช" นี้ประกอบขึ้นด้วยแผ่นกราฟีนสองแผ่น ในขณะที่แผ่นบนถูกหมุนเทียบกับแผ่นล่างด้วยมุม "มหัศจรรย์" ที่ 1.1° จากด้านบนและด้านล่างปกคลุมด้วยชั้นโบรอนไนไตรด์ ในกรณีนี้ อันแรกจะอยู่ในแนวเดียวกันกับชั้นบนของกราฟีน และอันที่สองจะเลื่อนไป 30°
ภาพประกอบอุปกรณ์:กราฟีนสีเทาเข้มตรงกลางประกบอยู่ระหว่างชั้นของโบรอนไนไตรด์ (สีน้ำเงินและสีม่วง) สิ่งที่ใส่เข้าไปแสดงรูปแบบที่เกิดจากกราฟีน 2 ชั้นพับกันเป็นมุม “มหัศจรรย์” ภาพ: Dahlia R. Klein และคณะ นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ ข่าว MIT
นักวิจัยพบว่าหากแรงดันไฟฟ้าบนชั้นของกราฟีนดังกล่าว จากนั้นกราฟีนสองชั้นที่บิดเกลียวจะเปลี่ยนสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ ส่งผ่านระหว่างสถานะฉนวน ตัวนำ และตัวนำยิ่งยวดที่แรงดันไฟฟ้าที่ทราบค่าหนึ่ง
นักวิจัยได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายกันก่อนหน้านี้ แต่ในการศึกษาครั้งใหม่ นักฟิสิกส์ยังได้แสดงให้เห็นว่าสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ยังคงอยู่แทนที่จะหายไปหลังจากแรงดันไฟฟ้าถูกถอดออก พวกเขาพบว่าที่แรงดันไฟฟ้าระดับหนึ่ง ชั้นของกราฟีนจะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดและยังคงอยู่แม้หลังจากปิดแรงดันไฟฟ้าแล้ว
เอฟเฟ็กต์แบบ bistable นี้แสดงให้เห็นว่า "การดีดนิ้ว" ซึ่งเป็นจังหวะไฟฟ้าสั้นๆ ก็เพียงพอแล้วที่จะเปิดใช้งานตัวนำยิ่งยวดในกราฟีนที่บิดเบี้ยว
สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ถ้าลบสนามไฟฟ้า สถานะไฟฟ้าจะหายไป เป็นครั้งแรกที่มีการสร้างวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่สามารถเปิดและปิดได้ทันทีโดยใช้ไฟฟ้า สิ่งนี้จะเป็นการปูทางสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวนำยิ่งยวดแบบบิดเกลียวที่ใช้กราฟีน
Pablo Jarillo-Herrero ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และผู้ร่วมวิจัย
อ่านเพิ่มเติม:
ดาบที่คิดว่าเป็นของปลอมกลายเป็นสิ่งประดิษฐ์จากยุคสำริดอายุ 3,000 ปี
ข้อความใหม่จากหนังสือแห่งความตายที่พบในอียิปต์
ชมซูเปอร์ยอทช์ไฮโดรเจน 'บิน' เหนือน้ำด้วยความเร็ว 75 นอต