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 впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
«Дома у нее точно не все в порядке»: как Индра Нуйи 12 лет руководит PepsiCo «Дома у нее точно не все в порядке»: как Индра Нуйи 12 лет руководит PepsiCo

Отрывок из автобиографической книги Индры Нуйи «Себе нужно верить»

Forbes
Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания

Механизмы, которые хранят и обновляют воспоминания в мозге

ТехИнсайдер
Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому Злокачественные заболевания крови: что о них нужно знать каждому

Почему чек-апы так важны, особенно при онкологических заболеваниях крови?

Psychologies
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
«Я буду светить вам»: памяти основательницы Первого хосписа Веры Миллионщиковой «Я буду светить вам»: памяти основательницы Первого хосписа Веры Миллионщиковой

Отрывок из книги «Из любви к тебе» — о Вере Миллионщиковой

Forbes
Еда Еда

За правильную Азию в гастрономическом Петербурге отвечает команда ресторана MAD

Собака.ru
Продолжение истории матери, которая все делала по правилам Продолжение истории матери, которая все делала по правилам

Что получится, если соблюдать все рекомендации «для хороших родителей»

СНОБ
«Маленькая всемирная история». От первобытности до современности «Маленькая всемирная история». От первобытности до современности

Отрывок из книги о том, что происходило с людьми от каменного до атомного века

N+1
Самые сексуальные ведьмы экрана Самые сексуальные ведьмы экрана

С такой компанией можно не ходить никуда ни на какой Хеллоуин

Maxim
Чем кормить ребенка Чем кормить ребенка

10 частых ошибок в питании, которые допускают мамы

Лиза
Рассказ Ромы Зверя о том, как музыка объединила и трагически разлучила его с одним человеком и что дала взамен Рассказ Ромы Зверя о том, как музыка объединила и трагически разлучила его с одним человеком и что дала взамен

Рома Зверь — о том, как он впервые соприкоснулся с музыкой и куда она его повела

Правила жизни
Ложь, на место Ложь, на место

Мы живем в мире, отравленном ложью

Men Today
Урожая — выше крыши Урожая — выше крыши

Как сити-фермеры превращают городские многоэтажки в сады и огороды

РБК
Мужчина и женщина: друзья или будущие любовники? Мужчина и женщина: друзья или будущие любовники?

Возможна ли дружба между мужчиной и женщиной?

Psychologies
Совсем не первопроходец: 10 малоизвестных фактов о Христофоре Колумбе, которых вы скорее всего не знали Совсем не первопроходец: 10 малоизвестных фактов о Христофоре Колумбе, которых вы скорее всего не знали

Кто открыл Америку?

ТехИнсайдер
Разводной мост: как сохранить отношения с ребенком, если вы расстаетесь с супругом Разводной мост: как сохранить отношения с ребенком, если вы расстаетесь с супругом

Отрывок из книги «Разводный мост» — как ребенку справиться с разводом родителей

Forbes
6 жирных фактов о «Большом Лебовски» 6 жирных фактов о «Большом Лебовски»

Все о фильме, после которого мы не можем по-прежнему смотреть на ковры

Maxim
Жизнь в хаосе: как беспорядок влияет на нас Жизнь в хаосе: как беспорядок влияет на нас

Почему так трудно расставаться с вещами?

Psychologies
Крест в небе Крест в небе

Историк авиации Вадим Михеев — о жизни авиаконструктора Игоря Сикорского

Наука
Мужчины больше подвержены риску сердечно-сосудистых заболеваний. Как это предотвратить? Мужчины больше подвержены риску сердечно-сосудистых заболеваний. Как это предотвратить?

Какими способами можно устроить профилактику сердечных заболеваний

ТехИнсайдер
5 органов, без которых может прожить человек 5 органов, без которых может прожить человек

Есть органы, без которых человек может жить вполне счастливо

ТехИнсайдер
Сьон: «Скугга-Бальдур». Мистическая история современного классика исландской литературы Сьон: «Скугга-Бальдур». Мистическая история современного классика исландской литературы

Отрывок из романа «Скугга-Бальдур», который держит в напряжении до самого конца

СНОБ
Вам следует это знать! Как будет выглядеть кожа после лазерного удаления татуировки? Вам следует это знать! Как будет выглядеть кожа после лазерного удаления татуировки?

Лазерная процедура является наиболее рекомендуемым методом удаления татуировок

ТехИнсайдер
«Не могу это переварить». Как стресс влияет на пищеварение «Не могу это переварить». Как стресс влияет на пищеварение

В расстройстве может быть не только психика, но и желудок с кишечником

СНОБ
В чем польза квашеной капусты: 6 фактов о величайшей из закусок В чем польза квашеной капусты: 6 фактов о величайшей из закусок

Подвергшаяся ферментации капуста — удивительное биохимическое явление

Maxim
Защита Балабанова Защита Балабанова

Главный российский режиссер глазами Любови Аркус

Weekend
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Отрывок из рассказа "Пустая колыбель" о страшной эпидемии

VOICE
«Вы же девочки»: как детские игры и школьные дискотеки создают гендерные стереотипы «Вы же девочки»: как детские игры и школьные дискотеки создают гендерные стереотипы

Зачем ученые изучают девичество?

Forbes
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
Открыть в приложении