Viritettävää suprajohtavuutta

08.02.2021

MIT-Trilayer-Twist-press-300-t.jpgTaiteilijan näkemys taikakulmaan kierretystä kolmikerroksisesta grafeenista. Tiukasti sitoutuneet elektronit (keltaiset pallot, joita on yhdistää siniset halot) osoittavat uuden rakenteen vahvasti kytketyn suprajohtavan tilan.

Kun kaksi grafeeniarkkia pinotaan toistensa päälle juuri oikeassa kulmassa, kerrostettu rakenne muuttuu epätavanomaiseksi suprajohteeksi.

Nyt alkuperäinsenkin löydön tehneen Pablo Jarillo-Herrero ja hänen ryhmänsä raportoivat superjohtavuutta havaitun kolmen grafeenilevyn kerrostuksessa, jonka keskikerros on kiertynyt uudessa kulmassa ulkokerroksiin nähden. Myös Harvardin yliopiston tieteilijät ovat tutkineet samaa ilmiötä.

Tämä uusi kolmikerroksinen kokoonpano osoittaa suprajohtavuutta, joka on vankempi kuin kaksikerroksinen vastine.

Pian alkuperäisen löydön teoreetikot ehdottivat, että jos kolme grafeeniarkkia pinottaisiin niin, että keskikerrosta kierrettäisiin 1,56 astetta ulkokerroksiin nähden, kierretty kokoonpano luo eräänlaisen symmetrian, joka kannustaisi materiaalin elektroneja muodostamaan pariliitoksen ja virrankulun suprajohtavasti.

Tutkijat ryhtyivät toimiin ja havaitsivat teorian toimivan. Jarillo-Herrero kommentoi, että rakenteen suprajohtavuuden tarkka syy - joko sen symmetrian vuoksi, kuten teoreetikot ehdottivat, tai ei - jää vielä nähtäväksi, ja tutkijat aikovat testata sitä tulevissa kokeissa.

"Tällä hetkellä meillä on korrelaatio, mutta ei syy-yhteyttä", hän sanoo. "Nyt ainakin meillä on polku mahdollisesti tutkia suuri joukko uusia suprajohteita tämän symmetriaidean perusteella."

Uutta kolmikerroksista rakennettaan tutkiessaan tiimi havaitsi pystyvänsä hallitsemaan sen suprajohtavuutta soveltamalla ulkoista hilajännitettä kahden tai kolmen elektrodin kautta. Tutkijoiden mukaan nämä kaksi itsenäistä säätötapaa antavat paljon ymmärrystä olosuhteista, joissa suprajohtavuus esiintyy, mikä voi antaa käsityksen avainfysiikasta, joka on kriittinen tällaisen epätavallisen suprajohtavan tilan muodostumiselle.

MIT-HARVARD-Tri-layer-suprajohde-300-t.jpg"Vaikka heikosti vuorovaikutuksessa olevat suprajohteet ovat hauraita ja menettävät suprajohtavuuden lämmitettäessä muutamiin kelvineihin, vahvat kytkentäiset suprajohtimet ovat paljon joustavampia, mutta paljon vähemmän ymmärrettyjä. Vahvan kytkentäisen suprajohtavuuden ymmärtäminen yksinkertaisessa ja viritettävässä järjestelmässä, kuten kolmikerroksisen, voisi tasoittaa tietä lopulta kehittää teoreettinen käsitys vahvasti kytketyistä suprajohteista korkean lämpötilan, ehkä jopa huoneen lämpötilan suprajohtimen tavoitteen saavuttamiseksi", kertoo puolestaan Harvardin tutkijatohtori Eslam Khalaf.

Aiheesta aiemmin:

Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja

Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa

21.10.2021Metamateriaali ohjaa valon korrelaatioita
20.10.2021Elektronien tanssia, lomittumista ja jäätiköitä
19.10.2021Molekyyli kerrallaan
18.10.2021Sähköisesti ohjattua magnetismia
15.10.2021Topologinen fotoni-fononi -läpimurto
14.10.2021Valolla hallittavia meta-ajoneuvoja
12.10.2021Lennokkiantennit EMF-ongelmien ratkaisijana
11.10.2021Tuulen lennättämä mikrosiruanturi
08.10.2021Katalyyttejä yhdellä atomilla ja ferrosähköllä
07.10.2021Ihmiseen integroitavia elektroniikan polymeerejä

Siirry arkistoon »