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

Психоскопия ближнего поля Психоскопия ближнего поля

Даже за совсем умозрительной фантастикой может скрываться серьезная научная база

N+1
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
Медитация вызывает изменения в областях мозга, связанных с памятью и эмоциями Медитация вызывает изменения в областях мозга, связанных с памятью и эмоциями

Как медитация может потенциально помочь в лечении психических заболеваний

ТехИнсайдер
Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками” Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками”

Почему скульпторы использовали один и тот же сюжет - писающих мальчиков?

ТехИнсайдер
Психология стресса Психология стресса

Нашумевшее руководство по борьбе со стрессом и связанными с ним болезнями

kiozk originals
Танцовщицы эротического театра Crave рассказали о своей работе Танцовщицы эротического театра Crave рассказали о своей работе

MAXIM встретился с танцовщицами театра Crave и задал откровенные вопросы

Maxim
Изменение климата сделало экстремальную летнюю засуху в 20 раз более вероятной Изменение климата сделало экстремальную летнюю засуху в 20 раз более вероятной

Засуха лета 2022 года принесла настоящие бедствия

ТехИнсайдер
10 худших и самых редких суперкаров всех времён 10 худших и самых редких суперкаров всех времён

Представляем вам десятку редких суперкаров, которые являются одними из худших

ТехИнсайдер
На золотой волне На золотой волне

По сути, это квартира с функционалом загородного дома

SALON-Interior
Проблемы в семье: как пережить разлуку с родными, как объяснить перемены в жизни детям и как сейчас разговаривать с родственниками? Проблемы в семье: как пережить разлуку с родными, как объяснить перемены в жизни детям и как сейчас разговаривать с родственниками?

Как пережить проблемы в семье и не потерять себя?

Правила жизни
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
Внутренний стержень: как удержать баланс, когда вокруг хаос Внутренний стержень: как удержать баланс, когда вокруг хаос

Как сохранить себя и не развалиться на мелкие кусочки?

Psychologies
Крест в небе Крест в небе

Историк авиации Вадим Михеев — о жизни авиаконструктора Игоря Сикорского

Наука
5 необычных устройств, о существовании которых многие даже не знают 5 необычных устройств, о существовании которых многие даже не знают

Электронная ушная палочка и ведро, которое само запаковывает пакет с мусором...

CHIP
4 волшебных правила домашней сушки волос феном, которые все почему-то нарушают 4 волшебных правила домашней сушки волос феном, которые все почему-то нарушают

Мечтаешь дома создавать укладки не хуже, чем в салоне красоты?

VOICE
5 самых абсурдных теорий заговора про знаменитостей. Часть II 5 самых абсурдных теорий заговора про знаменитостей. Часть II

Что масоны и рептилоиды скрывают о наших кумирах?

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.
С огоньком: короткие истории про зажигалки С огоньком: короткие истории про зажигалки

Буквально лет двадцать назад зажигалки носили с собой даже некурящие граждане

Maxim
Родишь — пройдет: правда о лечебных эффектах беременности Родишь — пройдет: правда о лечебных эффектах беременности

Не иметь детей — вредно для здоровья; роди — и жизнь наладится

СНОБ

Людмила Касаткина в воспоминаниях своих друзей и коллег

Караван историй
Чистый дом и собака: как совместить несовместимое Чистый дом и собака: как совместить несовместимое

Проверенные способы, как, живя с собакой, содержать дом в чистоте

ТехИнсайдер
Каким получился новый роман Пелевина «KGBT+» и стоит ли его читать Каким получился новый роман Пелевина «KGBT+» и стоит ли его читать

«KGBT+» — худший труд Виктора Пелевина

РБК
Патологические лжецы: зачем они обманывают других без всякой выгоды для себя? Патологические лжецы: зачем они обманывают других без всякой выгоды для себя?

Есть ли логика в поведении патологических лжецов?

Psychologies
Синдром отложенной жизни: как перестать думать о завтра и начать жить сегодня Синдром отложенной жизни: как перестать думать о завтра и начать жить сегодня

Осталось еще немного потерпеть – и буду процветать… Знакомо?

VOICE
Зёрна в хлебе Зёрна в хлебе

В России с самых давних времён любили вкус ржаного хлеба

Наука и жизнь
От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать

10 пунктов ухода за кожей, которые ты, скорее всего, делаешь неправильно

Лиза

Предлагаем разобраться в этимологии самых популярных идиом

ТехИнсайдер
6 недостатков, которые притягивают уважение и любовь 6 недостатков, которые притягивают уважение и любовь

Недостатки — важная для индивидуальности часть вашей личности, как и достоинства

Psychologies
Как адаптироваться к новым реалиям жизни Как адаптироваться к новым реалиям жизни

Как же справиться с переменами и начать двигаться вперед, несмотря ни на что?

Лиза
«Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве «Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве

Как исполнение мечты о собственном ресторане привело Леру Шулюмову в суд

Forbes
Открыть в приложении