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

Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном Миниатюрный орнитоптер стал одноногим прыгуном

Как инженеры создали робота-прыгуна массой меньше грамма

N+1
«Энфилдский полтергейст»: история самого задокументированного проявления паранормального «Энфилдский полтергейст»: история самого задокументированного проявления паранормального

Эта мистическая история началась в августе 1977 года в обычном районе Лондона

VOICE
«Мамонты следующие»: Colossal Biosciences вернула к жизни вымерших 10 тысяч лет назад лютоволков «Мамонты следующие»: Colossal Biosciences вернула к жизни вымерших 10 тысяч лет назад лютоволков

Как ученым Colossal Biosciences удалось произвести на свет щенков лютоволка

VC.RU
Ссыльная и филантроп: история женщины, чей портрет Австралия увековечила на банкноте Ссыльная и филантроп: история женщины, чей портрет Австралия увековечила на банкноте

Ее история удивительна, но не уникальна

Forbes
Женщины выбирают вокал: как гендер влияет на музыкальные предпочтения Женщины выбирают вокал: как гендер влияет на музыкальные предпочтения

Влияет ли пол на музыкальные предпочтения?

Forbes
Чем кормить ребенка Чем кормить ребенка

10 частых ошибок в питании, которые допускают мамы

Лиза
7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором 7 лайфхаков, как смотреть на жизнь с юмором

Небольшой гид по позитивному отношению к жизни

Maxim
Пострадавший похож на лук: как реабилитируют диких животных после жестокого обращения Пострадавший похож на лук: как реабилитируют диких животных после жестокого обращения

Отрывок из книги «Годы с пумой» — о том, как большие кошки преодолевают тревогу

Forbes
Подслушали в химчистке: универсальный способ вернуть белизну потускневшей одежде Подслушали в химчистке: универсальный способ вернуть белизну потускневшей одежде

Как освежить светлую одежду и вернуть ей прежний блеск - расскажем в этой статье

ТехИнсайдер
Как рыба об лед: что такое ригидность и почему она мешает мыслить шире Как рыба об лед: что такое ригидность и почему она мешает мыслить шире

Что такое ригидное мышление в психологии, как его распознать и преодолеть

Forbes
Загадка Марса: ученые не могут объяснить странные колебания уровня кислорода Загадка Марса: ученые не могут объяснить странные колебания уровня кислорода

Сегодня мы расскажем о том, как обстоят дела с кислородом на Марсе

ТехИнсайдер
Сокровища троллей: древние секреты самых глубоких пещер России Сокровища троллей: древние секреты самых глубоких пещер России

Пещеры – последние уголки планеты, где еще можно стать первооткрывателем

ТехИнсайдер
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
Миллиард долларов и большие шлемы: карьера теннисиста Роджера Федерера в цифрах Миллиард долларов и большие шлемы: карьера теннисиста Роджера Федерера в цифрах

Важнейшие достижения чемпиона турниров Большого шлема Роджера Федерера

Forbes
И голова не болит И голова не болит

Иногда, чтобы выздороветь, нужно... развестись

Лиза
Стеклянного потолка нет, труд до вечера: как женщины работают в китайских компаниях Стеклянного потолка нет, труд до вечера: как женщины работают в китайских компаниях

Что значит повестка гендерного равенства для китайских компаний

Forbes
Кто был прототипом Маугли из произведения Киплинга? Дина Саничар — индийский мальчик, танцующий с волками Кто был прототипом Маугли из произведения Киплинга? Дина Саничар — индийский мальчик, танцующий с волками

Можно вытащить человека из джунглей, но джунгли из человека — нет

ТехИнсайдер
И обувь очистит, и макияж снимет... Вот, что ещё умеет оливковое масло! И обувь очистит, и макияж снимет... Вот, что ещё умеет оливковое масло!

Как еще можно использовать оливковое масло, кроме как заправить салат

ТехИнсайдер
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
Ветер перемен Ветер перемен

В современном и лёгком интерьере главную роль играют натуральные материалы

SALON-Interior
Археологи обнаружили в Ставропольском крае захоронение сарматского воина-аристократа Археологи обнаружили в Ставропольском крае захоронение сарматского воина-аристократа

Археологи раскопали крупнейший курган могильника Новозаведенное-V

N+1
Как заблокировать в Вайбере пользователей и чаты Как заблокировать в Вайбере пользователей и чаты

Как защитить себя в Вайбере от надоедливых пользователей?

CHIP
Почему «китайцы» все-таки захватят мир. Экспорт растет лавинообразно Почему «китайцы» все-таки захватят мир. Экспорт растет лавинообразно

Китайские автомобили неизбежно станут грозной силой на международном рынке

РБК
Тысяча километров соседства с Китаем Тысяча километров соседства с Китаем

Состояние и перспективы развития АПК Приморского края

Агроинвестор
82-летняя писательница Анни Эрно стала лауреатом Нобелевской премии. Прочитайте главу из ее книги об аборте 82-летняя писательница Анни Эрно стала лауреатом Нобелевской премии. Прочитайте главу из ее книги об аборте

В чем особенность романов французской писательницы Анни Эрно?

Psychologies
Исполнительный директор Еврейского музея — о толерантности как искусстве Исполнительный директор Еврейского музея — о толерантности как искусстве

Для серьезной институции музейная лавка и кафе значат не меньше, чем фонды

РБК
Как управлять стрессом — своим и ребенка: советы родителям Как управлять стрессом — своим и ребенка: советы родителям

Как не позволить стрессу разрушить ваши отношения с ребенком?

Psychologies
5 книг, которые помогут заботиться о своем здоровье 5 книг, которые помогут заботиться о своем здоровье

Не поддаемся панике и надеваем маску сначала на себя

Maxim
Банки и депрессия: за что дали Нобелевку по экономике Банки и депрессия: за что дали Нобелевку по экономике

Почему экономика так сильно падает?

N+1
Почему мы скрываем доходы и траты от партнера: 3 вида финансовой измены Почему мы скрываем доходы и траты от партнера: 3 вида финансовой измены

Что такое финансовые измены и насколько они опасны для отношений в паре?

Psychologies
Открыть в приложении