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

Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Навстречу себе Навстречу себе

5 неявных признаков, которые выдают в тебе неуверенного человека

Лиза
Найден способ омолодить стареющие клетки мозга Найден способ омолодить стареющие клетки мозга

Обратить старость вспять реально, причем на это понадобится всего один день

ТехИнсайдер
Как предотвратить разные типы выпадения волос: это должна знать каждая женщина старше 45 лет Как предотвратить разные типы выпадения волос: это должна знать каждая женщина старше 45 лет

Есть разные факторы, которые могут вызывать выпадение волос

VOICE
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Что делать, когда не знаешь, что делать? Советы психолога Что делать, когда не знаешь, что делать? Советы психолога

Что же делать, когда не понятно, что делать?

Psychologies
Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи Как превратить город на Неве в экополис и сделать темные зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Как Олег Шапиро сделает зимние дни в Петербурге таким же брендом, как белые ночи

Собака.ru
Люся Чеботина Люся Чеботина

Блиц-интервью с Люсей Чеботиной

ЖАРА Magazine
Отложенное родительство: как заморозить сперму и яйцеклетки до лучших времен Отложенное родительство: как заморозить сперму и яйцеклетки до лучших времен

Что надо знать людям, которые хотят или вынуждены отложить родительство

Правила жизни
Ученые будут охотиться на Ученые будут охотиться на

Темная материя остается неуловимой для прямого обнаружения

ТехИнсайдер
При столкновении двух нейтронных звезд поток излучения оказался в семь раз быстрее скорости света — как такое возможно? При столкновении двух нейтронных звезд поток излучения оказался в семь раз быстрее скорости света — как такое возможно?

Что происходит, когда звезды сталкиваются?

ТехИнсайдер
«Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман «Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман

Отрывок из биографии Томаса Манна, которую написал Колм Тойбин

Forbes
Эта самодельная зубная паста спасет ваши зубы! Эта самодельная зубная паста спасет ваши зубы!

Как сделать реминерализующую пасту своими руками

ТехИнсайдер
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
10 фактов о художнице поколения 1970-х Наталье Нестеровой 10 фактов о художнице поколения 1970-х Наталье Нестеровой

Наталья Нестерова — яркая советская художница

СНОБ
Что отличает людей от неандертальцев и обезьян? Объясняет нобелевский лауреат Что отличает людей от неандертальцев и обезьян? Объясняет нобелевский лауреат

Отрывок из книги «Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов»

Psychologies
Что будет с кожей, если отказаться от сахара, соли и алкоголя Что будет с кожей, если отказаться от сахара, соли и алкоголя

Стоит ли забыть про привычное питание ради красоты?

Лиза
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Страшная повесть Юлии Куфман

VOICE
Как выглядели обложки женских журналов в самые сложные времена Как выглядели обложки женских журналов в самые сложные времена

Женские журналы служили своим читательницам даже в самые темные времена

VOICE
Шкурный интерес Шкурный интерес

7 идей, что можно постелить на пол вместо ковра

Лиза
Ядерный взрыв: что нужно знать об оружии массового поражения и как спастить от удара Ядерный взрыв: что нужно знать об оружии массового поражения и как спастить от удара

Что необходимо знать об оружии массового поражения и как защититься от его удара

ТехИнсайдер
Маньяк по переписке: как платформу для фанфиков Wattpad наводнили секс-преступники Маньяк по переписке: как платформу для фанфиков Wattpad наводнили секс-преступники

Выяснилось, что Wattpad стал площадкой для сексуальных маньяков

Forbes
Юная отцеубийца Юная отцеубийца

Она стала символом бунтарства и не оставила равнодушным никого

Дилетант
Неудобное искусство Неудобное искусство

Закат цивилизации: движение культуры на Запад, Афродита-азиатка и амфоры-гробы

Правила жизни
The Guardian: белый шум может стать следующим большим трендом в музыкальной индустрии The Guardian: белый шум может стать следующим большим трендом в музыкальной индустрии

Инфлюенсеры рекламируют белый шум как эффективный способ сосредоточиться

Inc.
В чём разница между психиатром, психологом и психотерапевтом? В чём разница между психиатром, психологом и психотерапевтом?

Всё ещё считаете, что эти профессии ничем не отличаются?

ТехИнсайдер
Китайская Народная Республика Китайская Народная Республика

Чем личный поворот на Восток отличается от публичного и почему еда превыше неба?

Правила жизни
Темную материю предложили поискать на поверхности Земли Темную материю предложили поискать на поверхности Земли

Физики смоделировали поведение гипотетических частиц темной материи

N+1
«У меня есть ты, у тебя есть я»: для кого сделан новый альбом «Земфира от Луки» «У меня есть ты, у тебя есть я»: для кого сделан новый альбом «Земфира от Луки»

Новый альбом Земфиры, который все столько ждали — разочарование?

Forbes
3 способа произвести впечатление на потенциального партнера 3 способа произвести впечатление на потенциального партнера

Что нам помогает «зацепить» понравившегося человека на первом свидании

Psychologies
Открыть в приложении