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

«Гипотеза белых дыр» «Гипотеза белых дыр»

Почему снаружи белая дыра не отличается от черной

N+1
Критическое мышление и принцип согласия: как секс-образование делает мир безопаснее Критическое мышление и принцип согласия: как секс-образование делает мир безопаснее

Саша Казанцева — почему о сексе мало исследований и почему насилие на замечают

Forbes
Почему голубые пейзажи вызывают ностальгию и улучшают психическое самочувствие Почему голубые пейзажи вызывают ностальгию и улучшают психическое самочувствие

Как ностальгия влияет на наше психическое благополучие

ТехИнсайдер
Как ухаживать за ногтями в домашних условиях: 10 правил Как ухаживать за ногтями в домашних условиях: 10 правил

Что делать, если слоятся и ломаются ногти?

РБК
Помело: польза, вред, как есть и что приготовить — рецепт шеф-повара Помело: польза, вред, как есть и что приготовить — рецепт шеф-повара

Чем полезно помело и как правильно его есть?

РБК
Буревестники спрятались от сильного ветра в глазу бури Буревестники спрятались от сильного ветра в глазу бури

Буревестники нетипично ведут себя в бурю

N+1
5 семейных кризисов: как выйти на новый уровень отношений 5 семейных кризисов: как выйти на новый уровень отношений

Можно ли избежать сложных периодов в семье? И что делать, когда они наступают?

Psychologies
«Рецидив вызвал у меня злость»: история читательницы о дважды пройденном онколечении «Рецидив вызвал у меня злость»: история читательницы о дважды пройденном онколечении

История читательницы о том, как онкология изменила ее жизнь

Psychologies
Ильф и Петров и конец НЭПа. В какое время был написан роман «Двенадцать стульев» Ильф и Петров и конец НЭПа. В какое время был написан роман «Двенадцать стульев»

В какой атмосфере родился magnum opus Ильфа и Петрова

Правила жизни
«Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать! «Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать!

Сколько фактов, которые ты знаешь о маникюре, на самом деле — выдумки?

VOICE
Программы для проверки жесткого диска: топ-7 лучших Программы для проверки жесткого диска: топ-7 лучших

Проверка здоровья жесткого диска – это обязательная процедура

CHIP
Моли не место в квартире: 6 лайфхаков для борьбы с пожирателями одежды Моли не место в квартире: 6 лайфхаков для борьбы с пожирателями одежды

К счастью, от моли легко избавиться, если знать парочку хитрых трюков

ТехИнсайдер
9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому 9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому

Взгляд на музыку с точки зрения нейробиолога и исследование российской поп-сцены

Правила жизни
Почему мы так любим кошек: причины, из-за которых их невозможно не любить Почему мы так любим кошек: причины, из-за которых их невозможно не любить

На самом деле, объяснить любовь к кошкам можно и с научной точки зрения!

ТехИнсайдер
Брат мой, враг мой: почему враждуют братья и сестры? Брат мой, враг мой: почему враждуют братья и сестры?

Разобраться в сложных отношениях сиблингов поможет аналитик Генри Абрамович

Psychologies
Углеродные единицы со многими нулями Углеродные единицы со многими нулями

Как получать прибыль на климатических проектах и борьбе с парниковыми газами

РБК
Нечисть, дуэли и будни кино: о чем снимают новые российские сериалы Нечисть, дуэли и будни кино: о чем снимают новые российские сериалы

Почему герои новых российских сериалов больше не хотят ждать ни секунды

РБК
Тайны кальянов: мегазатяжки, кокос и чайный лист Тайны кальянов: мегазатяжки, кокос и чайный лист

Курение кальяна овеяно кучей легенд. Что из них правда?

Maxim
40 диких фактов об акулах, которые знают далеко не все 40 диких фактов об акулах, которые знают далеко не все

Что мы знаем об акулах?

Maxim
На изящном: история «Ночных птиц» Эдварда Хоппера — картины, повлиявшей на кинематограф На изящном: история «Ночных птиц» Эдварда Хоппера — картины, повлиявшей на кинематограф

Какой мир конструировал художник Эдвард Хоппер в своих полотнах?

Правила жизни
Ученые из Имперского колледжа Лондона выяснили, как стиль воспитания влияет на вес ребенка Ученые из Имперского колледжа Лондона выяснили, как стиль воспитания влияет на вес ребенка

Как от отношения родителей зависит избыточный вес ребенка?

Inc.
Запутанная история: как на самом деле познакомились принц Чарльз и Диана Спенсер Запутанная история: как на самом деле познакомились принц Чарльз и Диана Спенсер

Как вообще леди Ди стала частью фирмы? Разбираемся!

VOICE
Путешествия – способ узнать мир, в котором повезло жить Путешествия – способ узнать мир, в котором повезло жить

Путешествовать очень полезно для здоровья!

Здоровье
Бесконечное пианино: музыкальная история дома Пастернака в Переделкино. Эссе Ляли Кандауровой Бесконечное пианино: музыкальная история дома Пастернака в Переделкино. Эссе Ляли Кандауровой

«Ты можешь восстановить звуки? Партитуру звуков этого места»

Правила жизни
«Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса «Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса

В каком возрасте преподнести ребенку информацию о том, как он появился

Psychologies
«Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам «Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам

Что будет, если воспитать ребенка по всем правилам?

СНОБ
Эти 7 вещей нельзя обсуждать на первом свидании, если ты хочешь, чтобы было второе Эти 7 вещей нельзя обсуждать на первом свидании, если ты хочешь, чтобы было второе

На первом свидании лучше не поднимать темы, которые считают небезопасными

VOICE
Надежный щит для иммунитета Надежный щит для иммунитета

Средства, которые поднимут твои защитные силы на новый уровень

Лиза
Повышенная чувствительность: в чем плюсы? Повышенная чувствительность: в чем плюсы?

Разбираемся, что такое повышенная чувствительность и как живут такие люди

Psychologies
«Госсмех: сталинизм и комическое» «Госсмех: сталинизм и комическое»

«Госсмех: сталинизм и комическое»: какими были юмор и сатира в сталинскую эпоху

N+1
Открыть в приложении