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

Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций

Секвенирование ДНК как способ быстрого и неинвазивного анализа биомов

N+1
Разглядеть богатство под землей Разглядеть богатство под землей

Российские недра богаты, но нужно знать, где искать

Наука
Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
«Годы — не преграда»: как сериал «Дедлайн» меняет отношение к возрасту «Годы — не преграда»: как сериал «Дедлайн» меняет отношение к возрасту

Как сериал «Дедлайн» ломает стереотипы о пожилых людях

Forbes
Психология стресса Психология стресса

Нашумевшее руководство по борьбе со стрессом и связанными с ним болезнями

kiozk originals
Биологическое старение Биологическое старение

Можем ли мы отложить старение и так ли эффективен правильный настрой

Добрые советы
Почему не нужно искать во всем светлую сторону: две причины Почему не нужно искать во всем светлую сторону: две причины

Объясняем, почему не стоит навязчиво искать во всем хорошую сторону

Psychologies
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
Бакарди и революция: как ромовый магнат собирался бомбить Кубу из-за Фиделя Кастро Бакарди и революция: как ромовый магнат собирался бомбить Кубу из-за Фиделя Кастро

Как связаны производители рома и культура Кубы

Forbes
«Любой переезд — разрыв идентичности»: как помочь ребенку адаптироваться в эмиграции «Любой переезд — разрыв идентичности»: как помочь ребенку адаптироваться в эмиграции

Как помочь ребенку при внезапных и глобальных переменах

Forbes
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

В каких случаях не нужно бояться холестерина

Лиза
Как выбрать посудомоечную машину и не стоять у раковины каждый день Как выбрать посудомоечную машину и не стоять у раковины каждый день

Надоело решать, кто в семье моет посуду? Купите уже посудомоечную машину!

CHIP
Щекотливое дело: как в традиционных обществах воспринимали талант и индивидуальность Щекотливое дело: как в традиционных обществах воспринимали талант и индивидуальность

Отрывок из книги биолога Марка Моффета «Человеческий рой» — о традициях бушменов

Forbes
«Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве «Грустный, но полезный опыт»: как Лера Шулюмова открыла четыре ресторана в Москве

Как исполнение мечты о собственном ресторане привело Леру Шулюмову в суд

Forbes
Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции

Отрывок из книги Азара Нафиси «Читая «Лолиту» в Тегеране»

Forbes
«Его прогнали, но он России еще понадобится!» «Его прогнали, но он России еще понадобится!»

О судьбе русского реформатора Александра Васильевича Кривошеина

Наука
Раздельный, совместный, смешанный Раздельный, совместный, смешанный

Плюсы и минусы трех типов семейного бюджета

Лиза
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
Продукты, которые увеличат продолжительность жизни Продукты, которые увеличат продолжительность жизни

Нут, рыба, зелень и другие продукты, которые продлят вашу жизнь

ТехИнсайдер
Способы отомстить за хамскую парковку, не нарушая закон Способы отомстить за хамскую парковку, не нарушая закон

Варианты, когда месть за хамскую парковку эффективна и практически ненаказуема

Maxim
Он облил ее кислотой, она вышла за него замуж: очень странная история любви Он облил ее кислотой, она вышла за него замуж: очень странная история любви

«Если ты не будешь моей, то и другому не достанешься»

VOICE
«ЭкоНива» достроит сырный завод «ЭкоНива» достроит сырный завод

Компания «ЭкоНива» построит сырный завод в Новосибирской области

Агроинвестор
Как питаться в стрессе: принципы полезной диеты — узнайте выводы ученых Как питаться в стрессе: принципы полезной диеты — узнайте выводы ученых

Как правильный рацион может помочь пережить стресс

Psychologies
5 самых кассовых советских фильмов: а вы их смотрели? 5 самых кассовых советских фильмов: а вы их смотрели?

Советское кино, кажется, не идет ни в какое сравнение с российским

ТехИнсайдер
Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху» Елизавета Чаленко: «Каждый проект – это возможность использовать машину времени и окунуться в другую эпоху»

О встрече с Брэдом Питтом и фильмах, которые помогают обрести равновесие

Grazia
Выращиваем дома любимцев прохладной погоды — анютины глазки! Выращиваем дома любимцев прохладной погоды — анютины глазки!

Для содержания в квартире этим цветам необходимы специальные условия

ТехИнсайдер
Планирование беременности: что важно знать Планирование беременности: что важно знать

Наш эксперт — врач-гинеколог дала советы женщинам, планирующим стать матерями

Psychologies
Космос в кармане: как спутники помогают развивать потребительские сервисы Космос в кармане: как спутники помогают развивать потребительские сервисы

Почему прогресс цифрового мира неотделим от прогресса орбитальных группировок

Forbes
9 токсичных привычек, из-за которых слабеют тело и дух 9 токсичных привычек, из-за которых слабеют тело и дух

Как справиться с вредными привычками

Maxim
Как заниматься сексом с максимальной пользой Как заниматься сексом с максимальной пользой

Может ли секс быть ресурсом?

Psychologies
Открыть в приложении