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

Гремучие змеи попили воды с тел сородичей Гремучие змеи попили воды с тел сородичей

Герпетологи изучили, как зеленые гремучники собирают дождевую воду

N+1
«Маленькая всемирная история». От первобытности до современности «Маленькая всемирная история». От первобытности до современности

Отрывок из книги о том, что происходило с людьми от каменного до атомного века

N+1
Что будет с журналистикой в эпоху искусственного интеллекта? Узнайте мнение эксперта! Что будет с журналистикой в эпоху искусственного интеллекта? Узнайте мнение эксперта!

С какими рисками и возможностями столкнется журналистика с развитием ИИ?

ТехИнсайдер
Мифично, но логично: 3 нон-фикшн новинки о мифологии Мифично, но логично: 3 нон-фикшн новинки о мифологии

Три увлекательные новинки о мифологии: никакой мистики

ТехИнсайдер
Хюэ 1968 Хюэ 1968

Поворотный момент войны во Вьетнаме

kiozk originals
Синдром «блестящего объекта»: когда переключаться на новые задачи — вредно Синдром «блестящего объекта»: когда переключаться на новые задачи — вредно

Как понять, что у вас синдром «блестящего объекта»

Psychologies
«Королева змей»: как Екатерина Медичи прокладывала путь к королевскому трону «Королева змей»: как Екатерина Медичи прокладывала путь к королевскому трону

Как «Королева змей» показывает одну из самых могущественных женщин XVI века

Forbes
«Дочь недостаточно красива»: как отношение отца влияет на нашу самооценку «Дочь недостаточно красива»: как отношение отца влияет на нашу самооценку

Как неразрешенный конфликт с родителем может влиять на нас во взрослом возрасте

Psychologies
Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне» Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне»

Я стараюсь давать людям надежду. Я ничего не декларирую. Я мирю людей

Коллекция. Караван историй
Лидер, кризис и команда: интервью с управляющим директором группы компаний «Летим» Александрой Борисовой Лидер, кризис и команда: интервью с управляющим директором группы компаний «Летим» Александрой Борисовой

Александра Борисова — о том, способен ли кризис помочь стать сильнее

СНОБ
5 отличных детективов, которые ты мог пропустить 5 отличных детективов, которые ты мог пропустить

5 книг специально для любителей закрученных сюжетов

Maxim
5 советов на основе научных исследований, которые помогут стать счастливее 5 советов на основе научных исследований, которые помогут стать счастливее

Как повысить субъективный уровень счастья и благополучия?

Inc.
Не так уж просто! 5 нюансов с выбором модных джинсов — опасные случаи, когда они портят образ Не так уж просто! 5 нюансов с выбором модных джинсов — опасные случаи, когда они портят образ

Казалось бы, что может быть проще покупки денима?

VOICE
Плакать нормально: почему бессилие в травматичной ситуации — это по-взрослому Плакать нормально: почему бессилие в травматичной ситуации — это по-взрослому

Почему плакать и горевать — это важно и нормально

Psychologies
Царевич с татуировкой дракона: как юного Николая II едва не зарубили в Японии Царевич с татуировкой дракона: как юного Николая II едва не зарубили в Японии

Николай II был в Японии с визитом в рамках масштабного турне и получил по голове

Правила жизни
«Не нужно нас дубинками загонять в рай» «Не нужно нас дубинками загонять в рай»

Какую угрозу массовые протесты несут стабильности Ирана

Эксперт
Кофе, помаду, вино, кровь, пот и слезы: как отстирать все? Кофе, помаду, вино, кровь, пот и слезы: как отстирать все?

Вооружись серьезными народными средствами и выведи ненавистные пятна!

Maxim
4 вредные привычки, которые, как подтверждают исследования, медленно разрушают здоровье 4 вредные привычки, которые, как подтверждают исследования, медленно разрушают здоровье

Привычки, которые могут стать смертельными, если их не контролировать

Inc.
Наше величество Наше величество

После сложных для короны лет фильм «Королева» спас имидж монархии

Дилетант
Директор фонда «Свет в руках» о младенческой смертности и брошенных родителях Директор фонда «Свет в руках» о младенческой смертности и брошенных родителях

Руководитель фонда «Свет в руках» — как родители переживают потерю

Forbes
9 вещей, которые нельзя делать перед посещением врача 9 вещей, которые нельзя делать перед посещением врача

Чтобы результаты обследований были правильными, важно соблюдать правила

Лиза
Как определить размер кольца: 3 простых способа Как определить размер кольца: 3 простых способа

Когда и как лучше измерять размер кольца

ТехИнсайдер
Существует ли гендерная психология? Краткий курс по отличиям мужчин и женщин Существует ли гендерная психология? Краткий курс по отличиям мужчин и женщин

Так в чем же наши психологические различия?

Psychologies
Азиатские сообщества в Москве Азиатские сообщества в Москве

Азиатские коммьюнити: быт, страх и надежды их представителей

Правила жизни
Урожая — выше крыши Урожая — выше крыши

Как сити-фермеры превращают городские многоэтажки в сады и огороды

РБК
Углеродные единицы со многими нулями Углеродные единицы со многими нулями

Как получать прибыль на климатических проектах и борьбе с парниковыми газами

РБК
Выбираем лучший алкоголь времен СССР Выбираем лучший алкоголь времен СССР

Точки консенсуса в СССР: алкогольные напитки, знакомые всем

Maxim
Либидо, память тела и внутренние установки Либидо, память тела и внутренние установки

Как психика делает секс болезненным

Добрые советы
«В моей коллекции есть суперредкая Kelly в коллаборации с Jay Ahr, и ее дико сложно купить — по экземпляру есть у Карди Би, Ким Кардашьян, Кайли Дженнер и у меня, Насти Ножиной из Красносельского района» «В моей коллекции есть суперредкая Kelly в коллаборации с Jay Ahr, и ее дико сложно купить — по экземпляру есть у Карди Би, Ким Кардашьян, Кайли Дженнер и у меня, Насти Ножиной из Красносельского района»

Где найти винтажную Birkin, на которой можно кататься с горки?

Собака.ru
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
Открыть в приложении