Если вы укладываете два слоя графена друг на друга, и поверните их под углом 1.1 º (не больше и не меньше) друг от друга-так называемой магии-угол, эксперименты доказали, что материал может вести себя как изолятор, где нет электрического тока может течь, и при этом могут также вести себя как сверхпроводник, в которой электрический ток может течь без сопротивления.
Этот основной вывод состоялся в 2018 году. В прошлом году, в 2019 году, в то время как исследователи сбору средств были повышение качества устройство, используемое, чтобы повторить такой прорыв, они наткнулись на что-то большее и совершенно неожиданное. Они имели возможность наблюдать в зоопарке ранее не наблюдавшихся сверхпроводящих и коррелирует государств, в дополнение к совершенно новым набором магнитных и топологических состояний, открывая совершенно новые области физики богаче.
До сих пор нет теории, которая смогла объяснить сверхпроводимость в волшебный угол графена на микроскопическом уровне. Тем не менее, эта находка вызвала множество исследований, которые пытаются понять и раскрыть физике за всеми этими явлениями, которые происходят в этом материале. В частности, ученые проводили аналогии нетрадиционных высокотемпературных сверхпроводников — купраты, которые удерживают рекорд по сверхпроводящей температуры, только в 2 раза ниже, чем комнатная температура. Их микроскопический механизм сверхпроводящей фазы до сих пор не понял, через 30 лет после его открытия. Однако, подобно магическим углом витой BI-слоя графена (MATBG), считается, что изоляционный этап отвечает за сверхпроводящей фазы в непосредственной близости к нему. Понимание взаимосвязи между сверхпроводящей и изолирующей фаз находится в центре интересов исследователя, и может привести к серьезному прорыву в исследованиях сверхпроводимости.
В такой погоне, в исследовании, недавно опубликованном в природе, исследователя сбору средств Петр Степанов, Ipsita Дас Лю Сяобо, Фрэнк Х. Л. Koppens, водить по сбору средств профессор Дмитрий Ефетов, в сотрудничестве с междисциплинарной группой ученых из Массачусетского технологического института, Национального института материаловедения в Японии и Имперского колледжа Лондона, уже погружаясь в физическое поведение этой системы и доклад на детальное тестирование и скрининг-контролем магии-угол витой BI-слоя графена (MATBG) устройства с несколькими околомагических-угол скручивания углы, чтобы найти возможное объяснение указанных государств.
В их эксперименте, они были способны одновременно контролировать скорость и энергию взаимодействия электронов, и таким образом, превратить изолирующей фазы в сверхпроводящих из них. Как правило, по магическим углом, изолирующий государство образуется, так как электроны имеют очень небольшой скорости, и кроме того они сильно отталкиваются друг от друга посредством кулоновских сил. В данном исследовании Степанов и командные устройства, используемые с твист-углы чуть подальше от магии-угол на 1,1° с ± 0.05°, и размещены эти очень близки к металлическим скрининг слоев, отделяя их только несколько нано-метров изолируя слои гексагонального нитрида бора. Это позволило уменьшить силу отталкивания между электронами и с такой скоростью вверх, что позволяет им свободно двигаться, выбираясь из состояния изоляции.
Таким образом, Степанов и его коллеги наблюдали нечто совершенно неожиданное. Путем изменения напряжения (плотность носителя) в различных конфигурациях устройств, фаза сверхпроводимости оставался в то время как фазы коррелирует изолятора исчез. На самом деле, в сверхпроводящей фазе продолжалась более крупных регионах плотностей, даже когда плотность несущей разнообразны. Такие наблюдения наводят на мысль, что вместо того же общего происхождения, изоляционные и сверхпроводящей фазы на самом деле могут соперничать друг с другом, что ставит под вопрос простой аналогии с купратов, что считалось ранее. Однако ученый вскоре понял, что в сверхпроводящей фазе может быть даже более интересным, так как он находится в непосредственной близости от топологических состояний, которые активируются повторяющегося электронного взаимодействия с применением магнитного поля.
Сверхпроводимость с помощью магии-угол графена
Номер температурной сверхпроводимости является ключевым для многих технологических целей, таких как эффективную передачу мощности, без трения поезда, или даже квантовых компьютеров, в частности. Когда обнаружен более 100 лет назад, сверхпроводимость была единственно возможной в материалы охлаждают до температур, близких к абсолютному нулю. Тогда, в конце 80-х, ученые обнаружили высокотемпературных сверхпроводников с использованием керамических материалов под названием купратов. Несмотря на сложность создания сверхпроводников и необходимость применения в экстремальных условиях (очень сильные магнитные поля) на изучение материала, на поле вылетел как что-то вроде Святого Грааля среди ученых, основанные на этом заранее. Начиная с прошлого года, ажиотаж вокруг этой области увеличилось. Двойной моно-слоя углерода притягивали к себе внимание исследователей, потому что в отличие от купратов, их структурная простота стала отличной площадкой для изучения сложной физики сверхпроводимости.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!