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

Зоолог впервые заснял самого крупного грызуна Австралии и Океании Зоолог впервые заснял самого крупного грызуна Австралии и Океании

Зоолог впервые запечатлел на фото и видео низинную мохнатую крысу

N+1
Детали под рукой: как 3D-принтеры применяются в тяжелой промышленности уже сейчас Детали под рукой: как 3D-принтеры применяются в тяжелой промышленности уже сейчас

3D-принтеры приходят на помощь тяжелой промышленности

ТехИнсайдер
Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне

Астрономы впервые обнаружили суперземлю Kepler-725c в зоне солнцеподобной звезды

ТехИнсайдер
«Не могу это переварить». Как стресс влияет на пищеварение «Не могу это переварить». Как стресс влияет на пищеварение

В расстройстве может быть не только психика, но и желудок с кишечником

СНОБ
Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому

Почему чек-апы так важны, особенно при онкологических заболеваниях крови?

Psychologies
Как узнать авангардиста. Чек-лист Как узнать авангардиста. Чек-лист

Чем авангард и авангардисты отличаются от других направлений в искусстве

СНОБ
«Не мешайте жить»: почему в Иране начались самые масштабные за многие годы протесты «Не мешайте жить»: почему в Иране начались самые масштабные за многие годы протесты

Волнения в Иране поставили страну на порог перемен

Forbes
Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам

Вера Менчик — великая шахматистка, регулярно игравшая против мужчин на турнирах

Forbes
Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода

Психологи могут заметить предвестники скорого разрыва

Psychologies
Живые впечатления от Haval Dargo: что хорошо, а что реально плохо Живые впечатления от Haval Dargo: что хорошо, а что реально плохо

Может ли кроссовер с внешностью внедорожника съехать с асфальта

Maxim
Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху» Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху»

О встрече с Брэдом Питтом и фильмах, которые помогают обрести равновесие

Grazia
Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать

Всего 20 минут медитации в день и вы снизите уровень стресса

ТехИнсайдер
Новым премьер-министром Великобритании станет Риши Сунак — что известно о 42-летнем политике Новым премьер-министром Великобритании станет Риши Сунак — что известно о 42-летнем политике

Новым премьер-министром Великобритании станет Риши Сунак

СНОБ
Ты ему не мать, но и он не прицеп: как построить отношения с его ребенком от первого брака Ты ему не мать, но и он не прицеп: как построить отношения с его ребенком от первого брака

Что, если ребенок партнера воспринимает тебя в штыки, даже не давая тебе шанса?

VOICE
5 теорий большого взрыва мозга 5 теорий большого взрыва мозга

Если кажется, что вот-вот сойдешь с ума, надо занять разум чем-то более безумным

Men Today
Аравийская быль Аравийская быль

Как выжить в Саудовской Аравии, если вы родились женщиной

Вокруг света
«Хватит это терпеть!»: как побороть агрессию партнера «Хватит это терпеть!»: как побороть агрессию партнера

Что делать, если партнер проявляет к вам агрессивное поведение?

Psychologies
Мангалорец Мангалорец

Самые странные, дикие и нелепые примеры русско-азиатской культурной интеграции

Правила жизни
Призрачные привилегии: почему сегодня все еще важно говорить о гендерном равенстве Призрачные привилегии: почему сегодня все еще важно говорить о гендерном равенстве

Почему женские привилегии — это фантом, а равноправие все еще необходимо всем

Forbes
Поколения X, Y, Z: как нам ужиться друг с другом — изучите особенности разных возрастов Поколения X, Y, Z: как нам ужиться друг с другом — изучите особенности разных возрастов

Что нам делать, чтобы избежать конфликта поколений?

Psychologies
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Рассказ о простом пареньке, который встретился с ведьмой

VOICE
Новый год — новая жизнь! 10 поднимающих настроение новогодних решений Новый год — новая жизнь! 10 поднимающих настроение новогодних решений

Делимся вдохновляющими идеями, как сделать свою жизнь лучше

ТехИнсайдер
Как мы обманываем себя, чтобы не добиться цели: 3 ловушки мышления Как мы обманываем себя, чтобы не добиться цели: 3 ловушки мышления

Мы не замечаем, что сознательно допускаем срывы

Psychologies
«Сердце пармы» — русское «Храброе сердце», которое начинает биться лишь в финальной схватке «Сердце пармы» — русское «Храброе сердце», которое начинает биться лишь в финальной схватке

«Сердце пармы» — просто блокбастер про князя из XV века или нечто большее?

Правила жизни
Насколько крепко держатся шипы в зимней резине: невероятный эксперимент именитых шинников Насколько крепко держатся шипы в зимней резине: невероятный эксперимент именитых шинников

Как шинники подвесили автомобиль вверх тормашками и главное - зачем?

ТехИнсайдер
Как отключить экономию трафика в смартфоне: несколько простых способов Как отключить экономию трафика в смартфоне: несколько простых способов

Как отключить режим экономии трафика в Android или включить его, когда нужно?

CHIP
Как понять, что нравишься коллеге по работе Как понять, что нравишься коллеге по работе

Как распознать признаки симпатии от женатых и холостых коллег?

Psychologies
Черные дыры извергают потоки вещества со сверхсветовой скоростью Черные дыры извергают потоки вещества со сверхсветовой скоростью

Почему потоки веществ из черных дыр достигают такой колоссальной скорости?

ТехИнсайдер
Парадоксы безработицы Парадоксы безработицы

Почему рынок труда в России не обвалился в условиях санкций

РБК
Открыть в приложении