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

Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов

У капуцинов появилась традиция похищать и носить детенышей ревунов

N+1
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
Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого

Генетическая загадка слонов: почему эти гиганты почти не болеют онкологией?

ТехИнсайдер
На еду или в переработку? На еду или в переработку?

Доля картофеля, отправляемого на переработку, за пять лет выросла в два раза

Агроинвестор
Я вижу, о чем вы думаете Я вижу, о чем вы думаете

Как агенты ФБР читают людей

kiozk originals
Астрономы нашли вещество первых сверхновых в далеком квазаре Астрономы нашли вещество первых сверхновых в далеком квазаре

Стандартная модель эволюции галактик не может объяснить происходящее в квазарах

N+1
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
Лучше не станет, а время уйдет: почему не надо пытаться сохранять отношения Лучше не станет, а время уйдет: почему не надо пытаться сохранять отношения

"Работа над отношениями" — женская задача

VOICE
Как сохранить любовь и не потерять себя: 3 главных принципа отношений Как сохранить любовь и не потерять себя: 3 главных принципа отношений

Что нужно делать нам, чтобы уберечь и свои отношения, и себя настоящего?

Psychologies
Топ-5 осенних бьюти-процедур: как сделать так, чтобы красота не навредила Топ-5 осенних бьюти-процедур: как сделать так, чтобы красота не навредила

Рассказываем о принципах ответственной косметологии

VOICE
Доминация милфы: почему мужчин тянет к женщинам постарше Доминация милфы: почему мужчин тянет к женщинам постарше

За такой страстью кроется уверенность в опытности партнерши, но не только…

Psychologies
Как природа может помочь вам при стрессе: советы экотерапевта Как природа может помочь вам при стрессе: советы экотерапевта

Что такое экотерапия и как она работает?

Psychologies
15 фактов о котах, которые ты, скорее всего, не знал 15 фактов о котах, которые ты, скорее всего, не знал

Котофактные данные, которые пушистые животные сами ни за что тебе не расскажут

Maxim
Как единственная женщина-космонавт из России совершила полет на корабле SpaceX Crew 5 Как единственная женщина-космонавт из России совершила полет на корабле SpaceX Crew 5

Николь Манн, первая коренная американка, оказавшаяся в космосе

Forbes
Месть умершей ведьмы: история проклятого дома в Харрисвилле Месть умершей ведьмы: история проклятого дома в Харрисвилле

Фильм ужасов «Заклятие» считается одним из самых страшных в истории жанра

VOICE
Без паники. Как принимать взвешенные решения, когда вас захлестывают эмоции Без паники. Как принимать взвешенные решения, когда вас захлестывают эмоции

Как преодолеть панику и начать мыслить разумно

Inc.
Для чего нужна доверенность на автомобиль и как ее оформить Для чего нужна доверенность на автомобиль и как ее оформить

В каких случаях не обойтись без доверенности на автомобиль?

РБК
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
Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные

Как хромосомы встречаются и приступают к рекомбинации?

СНОБ
С огоньком: короткие истории про зажигалки С огоньком: короткие истории про зажигалки

Буквально лет двадцать назад зажигалки носили с собой даже некурящие граждане

Maxim
Как сохранить отношения при переезде в другую страну Как сохранить отношения при переезде в другую страну

С чем сталкиваются партнеры и как сохранить отношения после переезда

Psychologies
«Явление улыбчивого медведя»: чем шокировали британцев Михаил и Раиса Горбачевы во время первого визита «Явление улыбчивого медведя»: чем шокировали британцев Михаил и Раиса Горбачевы во время первого визита

«Смотрины» — так назвал визит четы Горбачевых в Великобританию Рой Медведев

VOICE
Вредные установки Вредные установки

Как стать той женщиной, которую все провожают взглядами?

Лиза
Интервью с Николаем Изволовым о реставрации фильма «История гражданской войны» Дзиги Вертова Интервью с Николаем Изволовым о реставрации фильма «История гражданской войны» Дзиги Вертова

В чем ценность восстановленного фильма «История Гражданской войны»?

СНОБ
Что такое гормоны счастья и где их взять в это непростое время? Что такое гормоны счастья и где их взять в это непростое время?

Если наладить гормональный фон, то жить станет гораздо легче

Правила жизни
Если из отношений исчез секс: 9 способов пробудить желание Если из отношений исчез секс: 9 способов пробудить желание

Что можно предпринять, если в постели уже очень давно ничего не происходит?

Psychologies
Неаполитанская мафия и футбол: привозили Марадону, минировали офис президента «Наполи» Неаполитанская мафия и футбол: привозили Марадону, минировали офис президента «Наполи»

«Каморра» всегда была частью футбольного движа криминального итальянского юга

Maxim
Натирало, сползало, душило: это женское белье времен СССР было сущим кошмаром Натирало, сползало, душило: это женское белье времен СССР было сущим кошмаром

Какое счастье, что эпоха советского белья позади

VOICE
Как защитить от дождя себя и свой гардероб — лучшие способы и средства Как защитить от дождя себя и свой гардероб — лучшие способы и средства

Как помочь куртке и ботинкам стать водонепроницаемыми

Правила жизни
Зачем нужен ирригатор и можно ли им заменить зубную щетку? Зачем нужен ирригатор и можно ли им заменить зубную щетку?

Чтобы поддерживать чистоту полости рта, зубной щетки и зубной пасты недостаточно

Maxim
Открыть в приложении