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

Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича

Палеогенетики проанализировали геном жестоко убитого венгерского феодала

N+1
Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии

Как пережить внезапную разлуку с партнером?

Forbes
Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд

Почему снижается численность колорадских жаб

N+1
От сидячей работы в мозгу накапливается токсичное вещество — вот чем это опасно От сидячей работы в мозгу накапливается токсичное вещество — вот чем это опасно

Как так получается, что вы весь день сидели на месте, но все равно устали?

ТехИнсайдер
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
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
Безопасно ли тренироваться, когда у вас уже болят мышцы? Безопасно ли тренироваться, когда у вас уже болят мышцы?

Если у вас болят мышцы после тренировки, то нужно двигаться как можно больше

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
От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами

Мошенники могут отлично заработать, притворяясь миллиардерами

Forbes
Что делать, если ваша одежда плохо пахнет после стирки: 7 причин неприятного запаха Что делать, если ваша одежда плохо пахнет после стирки: 7 причин неприятного запаха

После стирки в стиральной машине одежда пахнем чем-то тухлым?

ТехИнсайдер
Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы чаще страдают от депрессии. Но дело не в питании Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы чаще страдают от депрессии. Но дело не в питании

Исследователи установили, что вегетарианцы чаще мясоедов страдают от депрессии

Inc.
Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа

Почему в душе ускоряется креативное мышление?

ТехИнсайдер
Самые странные предметы, найденные в автомобилях механиками Самые странные предметы, найденные в автомобилях механиками

Владельцы автомобилей — страшные люди

Maxim
Славянский Хэллоуин — что это за праздник и как правильно его отмечать Славянский Хэллоуин — что это за праздник и как правильно его отмечать

Славяне тоже отмечали переход от осени к зиме: эту ночь называли Велесовой

VOICE
«День психологической разгрузки»: проверьте, нужен ли вам внеплановый выходной «День психологической разгрузки»: проверьте, нужен ли вам внеплановый выходной

День психологической разгрузки может понадобиться каждому из нас

Psychologies
«Как выяснить, изменяет мне муж или нет?» «Как выяснить, изменяет мне муж или нет?»

Иногда гармония семейной жизни нарушается подозрениями о неверности партнера

Psychologies
Декор для ленивых Декор для ленивых

Преображение квартиры с помощью деталей

Добрые советы
Почему Римская империя распалась на Западную и Восточную? Почему Римская империя распалась на Западную и Восточную?

Какие причины привели к тому, что Римская империя перестала существовать?

ТехИнсайдер
Навстречу себе Навстречу себе

5 неявных признаков, которые выдают в тебе неуверенного человека

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

5 книг специально для любителей закрученных сюжетов

Maxim
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
Бритни Спирс обвинила отца в жестоком обращении и пожелала ему сгореть в аду Бритни Спирс обвинила отца в жестоком обращении и пожелала ему сгореть в аду

Бритни Спирс заявила, что родители плохо обращались с ней во время опекунства

VOICE
Как выбрать посудомоечную машину и не стоять у раковины каждый день Как выбрать посудомоечную машину и не стоять у раковины каждый день

Надоело решать, кто в семье моет посуду? Купите уже посудомоечную машину!

CHIP
5 увлекательных комиксов и графических романов 5 увлекательных комиксов и графических романов

Кто сказал, что комиксы и графические романы — только для детей и подростков?

Maxim
Секреты профессии Секреты профессии

Один день из жизни телеведущей

Лиза
8 знаменитостей, о чьих болезнях вы даже не догадывались 8 знаменитостей, о чьих болезнях вы даже не догадывались

Принято считать, что звезды — это практически небожители. Однако это не так

ЖАРА Magazine
Как говорить, чтобы вас слушали: 6 советов — используйте в любых жизненных ситуациях Как говорить, чтобы вас слушали: 6 советов — используйте в любых жизненных ситуациях

Советы, как научиться говорить увлекательно и убедительно

Psychologies
Как вести себя во время панической атаки: советы специалистов Как вести себя во время панической атаки: советы специалистов

Что такое паническая атака на самом деле и как ее преодолеть?

ТехИнсайдер
Дагомейские амазонки: история африканских воительниц, которых боялись даже солдаты Дагомейские амазонки: история африканских воительниц, которых боялись даже солдаты

Западноафриканское королевство Дагомея сравнивали со Спартой

Forbes
Все болезни от нервов? Как устроена психосоматика с научной точки зрения Все болезни от нервов? Как устроена психосоматика с научной точки зрения

Отрывок из книги «Правда и мифы о психосоматике»

Inc.
Открыть в приложении