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

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

N+1
5 специй, которые помогут снизить высокое давление 5 специй, которые помогут снизить высокое давление

Контролировать давление можно не только лекарствами, но и специями

ТехИнсайдер
На шаг ближе к колонизации: как искусственный интеллект помогает NASA изучать Марс На шаг ближе к колонизации: как искусственный интеллект помогает NASA изучать Марс

О том, как ИИ помогает исследовать Марс, и приведет ли он нас к прорыву

ТехИнсайдер
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
Как уговорить близкого с зависимостью обратиться за помощью: 6 верных шагов Как уговорить близкого с зависимостью обратиться за помощью: 6 верных шагов

Пошаговый план действий для родственников человека с зависимостью

Psychologies
Пурга на оба наши дома Пурга на оба наши дома

Самый несмешной смешной режиссер Франции и его «странная» война

Weekend
Взрослый секс Взрослый секс

13 фактов о сексе, которые вас порадуют

Новый очаг
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
6 способов, которые на раз-два избавят ваш чайник от накипи 6 способов, которые на раз-два избавят ваш чайник от накипи

Почему так важно своевременно избавлять чайник от накипи?

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
Несчастливый образ жизни может состарить вас сильнее, чем курение и даже алкоголизм Несчастливый образ жизни может состарить вас сильнее, чем курение и даже алкоголизм

Как эмоциональное состояние влияет на биологический возраст

ТехИнсайдер
Aprelikova Aprelikova

Интервью с талантливой и прекрасной Полиной Апреликовой

Собака.ru
Деловая токсичность: 5 пассивно-агрессивных фраз в рабочей переписке Деловая токсичность: 5 пассивно-агрессивных фраз в рабочей переписке

Вежливые фразы из рабочих переписок, которые бессознательно раздражают

Psychologies
Профицит свекловичных гранул Профицит свекловичных гранул

Внутреннему рынку грозит избыток жома

Агроинвестор
Что на самом деле означает переживать кризис среднего возраста и как его преодолеть Что на самом деле означает переживать кризис среднего возраста и как его преодолеть

Чувство потерянности, бесцельности и опустошения?

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.
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
5 популярных психологических советов, которые можно смело игнорировать 5 популярных психологических советов, которые можно смело игнорировать

Могут ли психологические советы устаревать?

Psychologies
«Многие из нас как будто мысленно живут где-то еще» «Многие из нас как будто мысленно живут где-то еще»

Игорь Поплаухин о своем фильме про Янку Дягилеву

Weekend
Едва не сбились со счета: полный список жен Ивана Грозного Едва не сбились со счета: полный список жен Ивана Грозного

Современники Ивана Грозного писали, что он попал "во блуд"

VOICE
Эффект плацебо Эффект плацебо

Организм лечит себя потихоньку, а мы приписываем улучшение препаратам

Добрые советы
5 интересных фактов о Большом зале Московской консерватории 5 интересных фактов о Большом зале Московской консерватории

Кто пожертвовал Московской консерватории орган, а кто — 400 тысяч рублей

Культура.РФ
Свободная ниша: что не так со складами light industrial Свободная ниша: что не так со складами light industrial

Почему девелоперы не строят объекты востребованного формата light industrial

Forbes
3 проблемы со здоровьем глаз, которые могут возникнуть из-за косметики 3 проблемы со здоровьем глаз, которые могут возникнуть из-за косметики

Какая косметика для глаз является на самом деле очень вредной?

Лиза
Русское искусство экспорт, или краткая история парижской выставки Дягилева Русское искусство экспорт, или краткая история парижской выставки Дягилева

О портрете Дягилева кисти его близкого друга Льва Бакста

Правила жизни
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
7 блюд из тыквы, которые никого не оставят равнодушными 7 блюд из тыквы, которые никого не оставят равнодушными

Тыква — универсальный овощ, который можно готовить абсолютно любыми способами!

ТехИнсайдер
Дым, картошка и дорогие часы. Все о самых опасных схемах мошенников Дым, картошка и дорогие часы. Все о самых опасных схемах мошенников

Разбираемся, как не стать жертвой преступников

РБК
Самый простой способ сделать духи своими руками! Самый простой способ сделать духи своими руками!

Как сделать свой уникальный аромат с использованием доступных ингредиентов

ТехИнсайдер
Зачем ехать: Дельта Волги Зачем ехать: Дельта Волги

Как провести уик-энд в Астраханской области?

СНОБ
Открыть в приложении