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

Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона Древние амфибии впали в летнюю спячку в ожидании мегамуссона

Древние амфибии пережидали сухой сезон в самостоятельно вырытых норах

N+1
Бритни Спирс обвинила отца в жестоком обращении и пожелала ему сгореть в аду Бритни Спирс обвинила отца в жестоком обращении и пожелала ему сгореть в аду

Бритни Спирс заявила, что родители плохо обращались с ней во время опекунства

VOICE
Наиболее сохранившиеся животные ледникового периода Наиболее сохранившиеся животные ледникового периода

Эти доисторические животные дают возможность заглянуть в прошлое

ТехИнсайдер
От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами

Мошенники могут отлично заработать, притворяясь миллиардерами

Forbes
Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи Ирландская загадочность, стиль и бездонные голубые глаза: 7 лучших фильмов с Киллианом Мерфи

Самые знаковые работы харизматичного актера Киллиана Мерфи

Psychologies
Кухня твоей мечты: функционально и стильно Кухня твоей мечты: функционально и стильно

Как избавиться от визуального шума на кухне, сделать ее эргономичной

Лиза
Тайны космоса: волновую рябь обнаружили на краю Солнечной системы Тайны космоса: волновую рябь обнаружили на краю Солнечной системы

Ученые обнаружили волновые структуры на границе ударной волны и гелиопаузе

ТехИнсайдер
Взрослый секс Взрослый секс

13 фактов о сексе, которые вас порадуют

Новый очаг
У пациентов с недавно диагностированной деменцией выявили повышенный риск суицида У пациентов с недавно диагностированной деменцией выявили повышенный риск суицида

Как риск суицида зависит от диагностированной деменции

N+1
Выращиваем дома любимцев прохладной погоды — анютины глазки! Выращиваем дома любимцев прохладной погоды — анютины глазки!

Для содержания в квартире этим цветам необходимы специальные условия

ТехИнсайдер
«Мы сейчас все время в контексте окупаемости»: как меняется ресторанная индустрия «Мы сейчас все время в контексте окупаемости»: как меняется ресторанная индустрия

Светлана Дробот — о тренде на ближневосточную кухню и ведении бизнеса с мужем

Forbes
Урожая — выше крыши Урожая — выше крыши

Как сити-фермеры превращают городские многоэтажки в сады и огороды

РБК
Какой ужас, пойду еще посмотрю: почему нам нравится пугать себя Какой ужас, пойду еще посмотрю: почему нам нравится пугать себя

Все мы просто обожаем бояться, но почему?

VOICE
Сбитый «Боинг» Сбитый «Боинг»

Ранним утром 1 сентября 1983 года истребитель СУ-15 был поднят по тревоге

Дилетант
Миллиард долларов и большие шлемы: карьера теннисиста Роджера Федерера в цифрах Миллиард долларов и большие шлемы: карьера теннисиста Роджера Федерера в цифрах

Важнейшие достижения чемпиона турниров Большого шлема Роджера Федерера

Forbes
Сейчас! Или никогда? Сейчас! Или никогда?

Зачем нам надо осознать, что такое антропоцен, гиперобъект и постгуманизм?

Собака.ru
7 ошибок при использовании духовки, которые портят и выпечку, и плиту 7 ошибок при использовании духовки, которые портят и выпечку, и плиту

Не можешь подружиться с духовкой? Проверь, не совершаешь ли ты эти ошибки

Лиза
Лекарь-столетник или алоэ вера: как использовать гель растения для поддержания красоты и здоровья Лекарь-столетник или алоэ вера: как использовать гель растения для поддержания красоты и здоровья

Как пользоваться гелем алоэ

ТехИнсайдер
Что случилось с дворцами Романовых после революции 1917 года? Фото «До» и «После» Что случилось с дворцами Романовых после революции 1917 года? Фото «До» и «После»

Что стало с дворцами Романовых после прихода большевиков к власти?

ТехИнсайдер
Когда появилась строевая подготовка и почему ею до сих пор занимаются в современной армии Когда появилась строевая подготовка и почему ею до сих пор занимаются в современной армии

«Если вы такие умные, то почему строем не ходите?»

VOICE
Секс на фоне краха цивилизации: фрагмент нового романа Салли Руни «Прекрасный мир, где же ты» Секс на фоне краха цивилизации: фрагмент нового романа Салли Руни «Прекрасный мир, где же ты»

Отрывок из нового романа Салли Руни о причудливых переплетениях жизней

Правила жизни
Наушники с костной проводимостью: что это такое, как работают и не вредят ли здоровью Наушники с костной проводимостью: что это такое, как работают и не вредят ли здоровью

Разбираемся в одном из самых необычных виде аудиоаксессуаров

CHIP
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
Марина Федункив: В 50 все только начинается! Марина Федункив: В 50 все только начинается!

Путь Марины Федункив – иллюстрация к тому, что всем нам некуда торопиться

Добрые советы
Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран

Увлекательные произведений для тех, кто любит знакомиться с мировыми культурами

СНОБ
Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда Китай построил колоссальный парусный супертанкер, потребляющий меньше топлива, чем обычные рыболовецкие суда

Компания China Merchant Energy Shipping создала новый парусный супертанкер

ТехИнсайдер
Вредно ли часто мыться, и что произойдет если долго не принимать душ Вредно ли часто мыться, и что произойдет если долго не принимать душ

Мыться часто — плохо, но разве лучше быть грязным?

ТехИнсайдер
Где найти раритеты музейного уровня? Где найти раритеты музейного уровня?

Где продают по-настоящему редкий и актуальный винтаж?

Собака.ru
«У нас есть слово «бабки», а в китайском языке аналогов не существует» «У нас есть слово «бабки», а в китайском языке аналогов не существует»

Продюсер Сергей Пудовкин — как Витасу удалось стать китайским идолом?

Правила жизни
Как общаться с инспекторами ГИБДД, что говорить нельзя: советы сотрудника Как общаться с инспекторами ГИБДД, что говорить нельзя: советы сотрудника

Какие вопросы не стоит задавать сотрудникам ГИБДД при остановке?

РБК
Открыть в приложении