Остаточний доказ природи: Експерименти розкривають секрети суперпровідника "Чарівний куточок" графена!

Тепер новий експеримент в Прінстонському університеті виявив, як цей так званий "магічний ріг" скрученого графену Білевель може створити надпровідність, і вчені-Принстон надали на це надійні докази. Їх дослідження було опубліковано в журналі Nature 31 липня 2019 року.

Існує навіть назва цього поля "Twistronics". Частина хвилювання полягає в тому, що матеріал простіше вивчити, ніж існуючі надпровідники, оскільки він має лише два шари і лише один атом, вуглець. Б. Андрій Бернвіг, професор фізики, який спеціалізується на поясненні теорії складних матеріалів, заявив, що головна особливість нового матеріалу полягає в тому, що це ігровий майданчик, де люди думали про фізику протягом останніх 40 років.

Надпровідність нового матеріалу, як видається, працює за допомогою механізму, дуже відрізняється від традиційних надпровідників. Традиційні надпровідники в даний час використовуються в потужних магнітах та інших обмежених додатках. Новий матеріал схожий на мідний, мідний високотемпературний надпровідник, виявлений у 1980-х роках.
Відкриття мідь призвело до Нобелівської премії з фізики 1987 року. Новий матеріал складається з двох товстих атомів вуглецю, відомих як графен. Графен також був причиною Нобелівської премії з фізики 2010 року. Графен має плоску клітинну структуру, як дротяна огорожа.
Багато простих металів також є надпровідними, але всі високотемпературні суперпровідники, виявлені досі, включаючи мідь, показали дуже заплутані стани, спричинені електронами, що відштовхують один одного.
Сильна взаємодія між електронами, здається, є запорукою досягнення більш високої температурної надпровідності.
Для вирішення цієї проблеми дослідники Прінстона використовували скануючий тунельний мікроскоп.
Мікроскоп настільки чутливий, що може зобразити окремі атоми на поверхні.
Команда сканувала зразки "магічного рогу" скрученого графена та контролювала кількість електронів, застосовуючи напругу до сусідніх електродів.
Це дослідження надає мікроскопічну інформацію, яка спотворює електронну поведінку двошарового графену, тоді як більшість інших досліджень до цього часу контролювали макроскопічну провідність.
Регулюючи кількість електронів на дуже низькі або дуже високі концентрації, спостерігається, що електрони поводиться майже незалежно, як це роблять у простих металах.
Однак, коли в системі виявляється критична концентрація надпровідних електронів, електрони раптом виявляють ознаки сильної взаємодії та заплутування.
У концентраціях, де відбувається надпровідність, рівень енергії електронів виявляється напрочуд широко поширеним, і ці сигнали підтверджують сильну взаємодію та заплутування.
І все -таки, хоча ці експерименти відкривають двері для подальших досліджень, потрібно більше досліджень, щоб детально зрозуміти типи заплутування, які відбуваються.
Про ці системи є багато, що не відомо, і це далеко не дряпання поверхні того, що можна вивчити за допомогою експериментального та теоретичного моделювання.