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
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Крипи-история про похоронное бюро от Моран Джурич

VOICE
Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью

Генетические факторы отвечают за 70 процентов плача

N+1
С плацкартой, но без подушки. Как путешествовали на поездах в царской России С плацкартой, но без подушки. Как путешествовали на поездах в царской России

Что считалось комфортной поездкой на поезде во времена Российской империи?

СНОБ
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
14 простых и быстрых способов снять стресс 14 простых и быстрых способов снять стресс

14 способов, которые помогут быстро снять стресс и нервное напряжение

Psychologies
История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия

Отрывок из книги Бонни Цуй «Зачем мы плаваем»

Forbes
Декабристы Декабристы

Картина Семёна Левенкова «Декабристы» — идеализация революционеров

Дилетант
Игра в Бога: как рука человека изменила орбиту астероида Игра в Бога: как рука человека изменила орбиту астероида

Люди впервые вмешались в природный ход небесных тел

Forbes
«Сердце пармы» — русское «Храброе сердце», которое начинает биться лишь в финальной схватке «Сердце пармы» — русское «Храброе сердце», которое начинает биться лишь в финальной схватке

«Сердце пармы» — просто блокбастер про князя из XV века или нечто большее?

Правила жизни
5 признаков, что мужчина думает о разрыве и способы это предотвратить (если хочешь) 5 признаков, что мужчина думает о разрыве и способы это предотвратить (если хочешь)

Как понять, теряет ли он на самом деле к тебе интерес?

VOICE
Как понять, что дружба себя исчерпала: советы психологов Как понять, что дружба себя исчерпала: советы психологов

Нужно задуматься о том, не пора ли навести порядок в отношениях с людьми

Psychologies
Ягодные россыпи Ягодные россыпи

Спектр действия иной ягодки пошире, чем у всех лекарств в домашней аптечке

Добрые советы
«Школа разбитых сердец»: сериал о самом важном и сложном разговоре с подростками «Школа разбитых сердец»: сериал о самом важном и сложном разговоре с подростками

Как «Школа разбитых сердец» показывает важность разговора с подростами о сексе

Forbes
Гибрид двух разошедшихся 10 миллионов лет назад видов птиц унаследовал облик матери и песню отца Гибрид двух разошедшихся 10 миллионов лет назад видов птиц унаследовал облик матери и песню отца

Гибрид между двумя видами птиц, предок которых жил 10 миллионов лет назад

N+1
Чтобы не было заломов: 5 работающих советов по спасению кожаной одежды и обуви которые стоит применить прямо сейчас Чтобы не было заломов: 5 работающих советов по спасению кожаной одежды и обуви которые стоит применить прямо сейчас

Хорошая кожа - идеальная инвестиция в гардероб

VOICE
Как выбрать лучший цвет комнаты для себя? Полезные факты Как выбрать лучший цвет комнаты для себя? Полезные факты

Что надо учесть при покраске стен

ТехИнсайдер
Крушение «Белого корабля» Крушение «Белого корабля»

Тайны династического кризиса в Англии

Вокруг света
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
Индия Индия

Есть ли у Индии постоянные союзники — или только постоянные интересы?

Правила жизни
Третий возраст: как отели встречают пожилых постояльцев Третий возраст: как отели встречают пожилых постояльцев

Курьезные случаи из истории отеля, связанные с размещением особенных гостей

Правила жизни
Белые пятна и еще 5 признаков того, что твоим ногтям нужна передышка от лака Белые пятна и еще 5 признаков того, что твоим ногтям нужна передышка от лака

Нужно ли иногда давать ногтям «подышать»?

VOICE
Как жили поэты и писатели Серебряного века в эмиграции: мемуары Ирины Одоевцевой Как жили поэты и писатели Серебряного века в эмиграции: мемуары Ирины Одоевцевой

Ирина Одоевцева — мемуаристка, воссоздавшая повседневность Серебряного века

Forbes

Что вообще такое ретро движение планет и что происходит с людьми в этот период

ТехИнсайдер
Иду на контакт Иду на контакт

6 способов сблизиться с человеком

Лиза
Елизавета II: долг как смысл жизни Елизавета II: долг как смысл жизни

Елизавета II с самого начала твердо знала, что у нее нет возможности ошибиться

Караван историй
Что мужчины ценят в женщинах: согласитесь ли вы с мнениями героев? Что мужчины ценят в женщинах: согласитесь ли вы с мнениями героев?

Какие качества в женщинах мужчины считают наиболее привлекательными?

Psychologies
Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками” Почему в мире так много фонтанов с “писающими мальчиками”

Почему скульпторы использовали один и тот же сюжет - писающих мальчиков?

ТехИнсайдер
Читаем эссе Джорджа Оруэлла «Обзор Читаем эссе Джорджа Оруэлла «Обзор

Отрывок из сборника эссе и рассказов Оруэлла «Обзор "Вторжения с Марса"»

Правила жизни
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
Открыть в приложении