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

«Кухня Древнего мира» «Кухня Древнего мира»

О сырах, которые в Древнем Риме считались скромной пищей

N+1
Стареть в России Стареть в России

Почему в нашей стране все с ужасом думают о старости?

Новый очаг
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
Киберэтика: как общаться в Интернете, чтобы не стать жертвой Киберэтика: как общаться в Интернете, чтобы не стать жертвой

Как не стать жертвой интернет-троллей и что делать, если это произошло

Maxim
Первая минута Первая минута

Как заставить начало разговора работать на результат

kiozk originals
Помогают помогать: как российские компании поддерживают благотворительность в 2022 году Помогают помогать: как российские компании поддерживают благотворительность в 2022 году

Как строят свою благотворительную стратегию в кризисные для фондов времена

СНОБ
Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 3 Как бросить курить: подробная инструкция. Часть 3

Как разобраться в причине зависимости от сигарет и отказаться от нее?

Psychologies
Углеродные единицы со многими нулями Углеродные единицы со многими нулями

Как получать прибыль на климатических проектах и борьбе с парниковыми газами

РБК
Русские гены сахарной свеклы Русские гены сахарной свеклы

Без научного подхода завоевать рынок сахарной свеклы невозможно

Наука
«Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса «Откуда берутся дети?»: как говорить с ребенком на тему секса

В каком возрасте преподнести ребенку информацию о том, как он появился

Psychologies
Юная отцеубийца Юная отцеубийца

Она стала символом бунтарства и не оставила равнодушным никого

Дилетант
Утром стулья, вечером деньги. Как создать бизнес и продлить жизнь старым вещам Утром стулья, вечером деньги. Как создать бизнес и продлить жизнь старым вещам

Создательницы FChairs — о формате и реставрации мебели

СНОБ

Ученые подсчитали, какой вред экологии наносят терабайты "мусорных" данных

ТехИнсайдер
Какой мирный договор сделал Россию великой державой: история может удивлять Какой мирный договор сделал Россию великой державой: история может удивлять

Швеция была великой державой почти столетие, но уступила этот статус России

ТехИнсайдер
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
Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам Вопреки насмешкам: как Вера Менчик стала первой чемпионкой мира по шахматам

Вера Менчик — великая шахматистка, регулярно игравшая против мужчин на турнирах

Forbes
Ученые из Имперского колледжа Лондона выяснили, как стиль воспитания влияет на вес ребенка Ученые из Имперского колледжа Лондона выяснили, как стиль воспитания влияет на вес ребенка

Как от отношения родителей зависит избыточный вес ребенка?

Inc.
«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
Время для счастья Время для счастья

Эти женщины доказывают, что можно оставаться привлекательными в любом возрасте

Добрые советы
Призрачные привилегии: почему сегодня все еще важно говорить о гендерном равенстве Призрачные привилегии: почему сегодня все еще важно говорить о гендерном равенстве

Почему женские привилегии — это фантом, а равноправие все еще необходимо всем

Forbes
5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста 5 модных ошибок, которые старят женщин после 40 лет: мнение стилиста

Ты можешь думать, что твои вещи великолепны и прекрасно дополняют друг друга

VOICE
Шок! Оказывается, ты всю жизнь пользовался попой неправильно Шок! Оказывается, ты всю жизнь пользовался попой неправильно

Прочитай наш гайд, и твоя попа будет тебе благодарна

Maxim
Автопортреты без автора Автопортреты без автора

За долгие годы портреты обрастают легендами, расставаться с которыми необходимо

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

Небольшой гид по позитивному отношению к жизни

Maxim
«Безумно ревную парня к порно»: что делать? «Безумно ревную парня к порно»: что делать?

Что делать, если вы испытываете ревность и считаете просмотр порно изменой?

Psychologies
Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми) Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми)

Первый шаг к общению с раздражающими коллегами — знать, с кем вы имеете дело

Inc.
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
Телескоп Уэбба сфотографировал, как свет звезд двигает огромные облака пыли Телескоп Уэбба сфотографировал, как свет звезд двигает огромные облака пыли

Астрономы изучили нежное прикосновение света к их пыльным юбкам редких звезд

ТехИнсайдер
Из широких штанин: осваиваем стиль 2000-х, глядя на молодого Эминема Из широких штанин: осваиваем стиль 2000-х, глядя на молодого Эминема

Мы составили небольшой гид по стилю Y2K

Правила жизни
Открыть в приложении