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

Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите

Как обнаружили кандидата в экзотичный по свойствам транснептуновый объект

N+1
Норвежские ученые выяснили, что одиночество может удвоить риск развития диабета Норвежские ученые выяснили, что одиночество может удвоить риск развития диабета

Как связаны одиночество, бессонница, депрессия и диабет?

Inc.
Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья

Как электронная медицина спасает сотни деревьев?

Правила жизни
Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда

Компания China Merchant Energy Shipping создала новый парусный супертанкер

ТехИнсайдер
План Б План Б

Как пережить несчастье, собраться с силами и снова ощутить радость жизни

kiozk originals
Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты

Астероид, убивший динозавров, разрушил отложения в океанских бассейнах

ТехИнсайдер

Что значит "стареть с достоинством"?

VOICE
Не будем фокусироваться на плохом: как позитивные установки мешают преодолеть кризис Не будем фокусироваться на плохом: как позитивные установки мешают преодолеть кризис

Чем опасно самовнушение, которое дарит надежду на лучшее

Forbes
Для ценителей: 10 лучших детективных кинолент с неожиданным финалом Для ценителей: 10 лучших детективных кинолент с неожиданным финалом

Загадочные убийства, таинственные исчезновения, запутанные расследования

ТехИнсайдер
Геотермальные батареи решат главную проблему альтернативной генерации Геотермальные батареи решат главную проблему альтернативной генерации

Что такое геотермальные источники энергии?

ТехИнсайдер
Как свет «передает» информацию: ученые разработали оптико-цифровую систему кодирования, которую невозможно взломать Как свет «передает» информацию: ученые разработали оптико-цифровую систему кодирования, которую невозможно взломать

Уникальная оптико-цифровая система кодирования изображений и цифровых данных

ТехИнсайдер
Почему мужья и жены хотят, чтобы их поймали на измене? Почему мужья и жены хотят, чтобы их поймали на измене?

В глубине души многие бессознательно хотят, чтобы супруг узнал о неверности

Psychologies
4 признака того, что мозг стареет раньше тебя 4 признака того, что мозг стареет раньше тебя

Можно ли заметить, что мозг торопится стареть, и можно ли это исправить?

Лиза
«Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать! «Нельзя обрезать кутикулу» и еще 4 мифа о маникюре: ты должна о них знать!

Сколько фактов, которые ты знаешь о маникюре, на самом деле — выдумки?

VOICE
9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому 9 книг о музыке, которые стоит прочитать каждому

Взгляд на музыку с точки зрения нейробиолога и исследование российской поп-сцены

Правила жизни
Почему Сталин наградил румынского короля, который был союзником Гитлера Почему Сталин наградил румынского короля, который был союзником Гитлера

В Москве короля Михаила I называли "комсомольским королем"

ТехИнсайдер
Как инвестировать в современное искусство — от классического до NFT Как инвестировать в современное искусство — от классического до NFT

Делимся знаниями, без которых в мире коллекционирования не обойтись

РБК
Стивен Фрай: 10 мыслей о любви, депрессии и смысле жизни Стивен Фрай: 10 мыслей о любви, депрессии и смысле жизни

Самые яркие и небанальные цитаты из книг и интервью Стивена Фрая

Psychologies
Чудо-укол: можно ли похудеть с помощью лекарства от диабета? Чудо-укол: можно ли похудеть с помощью лекарства от диабета?

Правда ли «волшебные уколы» помогут расстаться с лишними килограммами?

Правила жизни
Как прогрессирует деменция: 4 стадии Как прогрессирует деменция: 4 стадии

Как проявляются разные стадии деменции и как выявить ее приближение

Psychologies
«Любой переезд — разрыв идентичности»: как помочь ребенку адаптироваться в эмиграции «Любой переезд — разрыв идентичности»: как помочь ребенку адаптироваться в эмиграции

Как помочь ребенку при внезапных и глобальных переменах

Forbes
Либидо, память тела и внутренние установки Либидо, память тела и внутренние установки

Как психика делает секс болезненным

Добрые советы
Что такое стыд, как он может сформировать культуру и почему его испытывают даже боги Что такое стыд, как он может сформировать культуру и почему его испытывают даже боги

Что такое стыд и как он связан с Японией и её богами?

ТехИнсайдер
Неслучайная случайность Неслучайная случайность

Знаменитый кутюрье Игорь Чапурин умеет удивлять и других, и самого себя

OK!
Секс в эпоху ядерной угрозы Секс в эпоху ядерной угрозы

Как интересно было ученым ХХ века изучать генетическую рекомбинацию

СНОБ
8 книг, которые мы читали в сентябре: список развлекательного и серьезного чтения 8 книг, которые мы читали в сентябре: список развлекательного и серьезного чтения

Елизавета II, променявшая Великобританию на книги и многое другое

Правила жизни
Отрывок из книги Кевина Нгуена «Новые волны» Отрывок из книги Кевина Нгуена «Новые волны»

Отрывок из истории Кевина Нгуена о том, как обрести человеческую близость

СНОБ
Как ухаживать за ногтями в домашних условиях: 10 правил Как ухаживать за ногтями в домашних условиях: 10 правил

Что делать, если слоятся и ломаются ногти?

РБК
Текст должен быть событием: кто такая Анни Эрно, получившая Нобелевскую премию по литературе Текст должен быть событием: кто такая Анни Эрно, получившая Нобелевскую премию по литературе

Почему тексты нобелевского лауреата Анни Эрно могут казаться слишком личными

Правила жизни
Гештальт должен быть закрыт: что это значит Гештальт должен быть закрыт: что это значит

Мало кто понимает, в чем суть метода гештальт-терапии. Сейчас объясним!

Psychologies
Открыть в приложении