Пятислойный скрученный графен оказался лучшим сверхпроводником, чем двухслойный

N+1Наука

Увеличение числа слоев в скрученном графене привело к большей стабильности сверхпроводящего состояния

Илья Бения

Zhang et al. / Science, 2022

Физики обнаружили стабильную сверхпроводимость в многослойном графене, слои которого повернуты друг относительно друга. Ученые исследовали от трех до пяти скрученных слоев графена. С увеличением числа слоев графен чаще проявлял свойства сверхпроводника, чем изолятора, и сохранял их влоть до двух кельвин. Открытые закономерности переходов между изолирующим и сверхпроводящим состоянием помогут при создании графеновых сверхпроводников. Работа опубликована в Science.

Электронные свойства графена можно менять, создавая многослойную структуру. Если слои графена повернуть относительно друг друга, они образуют гексагональный муаровый узор — двумерную периодическую решетку, период которой в несколько раз больше периода атомарной графеновой ячейки. Подробнее о двуслойном муаровом графене читайте в материале «Тонко закручено». В зависимости от угла поворота и внешних параметров (приложенного поля и температуры) такая система может быть проводником, изолятором или даже сверхпроводником. Сверхпроводимость возникает, когда слои повернуты на магический угол при температурах близких к нулю. Ученые связывают это явление с особенной электронной структурой скрученного графена.

Дело в том, в периодических структурах, таких как графен, импульс и энергия электрона могут принимать только определенные значения. Если эту зависимость визуализировать, то в обычном графене такой график энергии-импульса будет иметь форму двух конусов, соприкасающихся вершинами на уровне Ферми. Верхний конус — зона проводимости, нижний — валентная зона. В нормальных условиях электроны графена располагаются в валентной зоне, что характерно для полупроводника. Если электроны начинают заполнять зону проводимости, вещество становится проводником. В графене, скрученном на магический угол, образуется дополнительная плоская зона на уровне Ферми. Электроны в этой зоне могут иметь произвольное значение импульса. Физики предполагают, что именно электроны, оказавшиеся в ней, отвечают за сверхпроводимость.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
При столкновении двух нейтронных звезд поток излучения оказался в семь раз быстрее скорости света — как такое возможно? При столкновении двух нейтронных звезд поток излучения оказался в семь раз быстрее скорости света — как такое возможно?

Что происходит, когда звезды сталкиваются?

ТехИнсайдер
Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50 Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50

Как возраст матери играет ключевую роль в определении пола будущего ребенка

ТехИнсайдер
Чем кормить ребенка Чем кормить ребенка

10 частых ошибок в питании, которые допускают мамы

Лиза
Пять языков любви Пять языков любви

Секрет прочных отношений

kiozk originals
На Аляске выбирают самого жирного медведя (фото прилагаются) На Аляске выбирают самого жирного медведя (фото прилагаются)

Дюжина самых жирных медведей Аляски

Maxim
Шить, чтобы жить Шить, чтобы жить

История 84-летней вышивальщицы с деменцией Юлии Алёшичевой

Новый очаг
Меню последнего обеда Меню последнего обеда

Вечер 3 марта 1917 года в царском поезде…

Дилетант
Совсем не первопроходец: 10 малоизвестных фактов о Христофоре Колумбе, которых вы скорее всего не знали Совсем не первопроходец: 10 малоизвестных фактов о Христофоре Колумбе, которых вы скорее всего не знали

Кто открыл Америку?

ТехИнсайдер
Что мужчины ценят в женщинах: согласитесь ли вы с мнениями героев? Что мужчины ценят в женщинах: согласитесь ли вы с мнениями героев?

Какие качества в женщинах мужчины считают наиболее привлекательными?

Psychologies
Пожарные отдыхают Пожарные отдыхают

Специалисты разрабатывают систему моделирования развития лесных пожаров

Наука
А Лиза не может ждать А Лиза не может ждать

Елизавета Ищенко о том, как связь с персонажем помогла ей обрести себя

Grazia
Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Как Олег Шапиро сделает зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Собака.ru
«Его прогнали, но он России еще понадобится!» «Его прогнали, но он России еще понадобится!»

О судьбе русского реформатора Александра Васильевича Кривошеина

Наука
Вектор в хаосе: как руководителю справиться с тревогой и поддержать сотрудников Вектор в хаосе: как руководителю справиться с тревогой и поддержать сотрудников

Что можно предпринять, чтобы справиться с тревогой и поддержать команду

Forbes
Найдены причины аномальных отклонений орбиты Урана Найдены причины аномальных отклонений орбиты Урана

Модель, которая объясняет многочисленные аномалии и странности в поведении Урана

ТехИнсайдер
В домах и селах, на улице и в темноте: как работают социальные театры в России В домах и селах, на улице и в темноте: как работают социальные театры в России

Как зародился и развивается формат социального театра в России

Forbes
Что чувствует человек на разных стадиях алкоголизма. Отрывок из книги Что чувствует человек на разных стадиях алкоголизма. Отрывок из книги

Фрагмент из книги «Зависимость» об алкоголизме и его причинах

СНОБ
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Отрывок из книги Вики Филдс о маленьком таинственном городке Эттон-Крик

VOICE
Вредно ли часто мыться, и что произойдет если долго не принимать душ Вредно ли часто мыться, и что произойдет если долго не принимать душ

Мыться часто — плохо, но разве лучше быть грязным?

ТехИнсайдер
Почему самые гениальные идеи приходят в душе? Американские ученые нашли ответ Почему самые гениальные идеи приходят в душе? Американские ученые нашли ответ

Пока вы стоите под душем, ваши мысли блуждают. И вдруг — эврика!

Inc.
Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные

Как хромосомы встречаются и приступают к рекомбинации?

СНОБ
50 — это новые 30? 50 — это новые 30?

Быть молодым и считаться молодым – разные вещи

Добрые советы
Новые черные комедии на любой вкус Новые черные комедии на любой вкус

Фильмы и сериалы, авторы которых не боятся черного юмора

Maxim
6 шагов: программа-минимум по уходу за лицом вечером для женщин старше 40 6 шагов: программа-минимум по уходу за лицом вечером для женщин старше 40

Существует один общий и одобренный экспертами пошаговый метод ухода за кожей

VOICE
Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу

Как связаны сон и стресс?

Inc.
Как вести себя во время панической атаки: советы специалистов Как вести себя во время панической атаки: советы специалистов

Что такое паническая атака на самом деле и как ее преодолеть?

ТехИнсайдер
«52 упрямые женщины»: вдохновляющие истории об ученых, которые изменили мир «52 упрямые женщины»: вдохновляющие истории об ученых, которые изменили мир

Книга об ученых, которые совершили важнейшие открытия и чьи имена забыты

СНОБ
Любители нектара Любители нектара

Каких животных больше всего на Земле? Насекомых!

Наука и жизнь
Счастливый финал Счастливый финал

ОK! побывал на съемочной площадке фильма «Бывшие. Happy End»

OK!
Открыть в приложении