Прорыв в изучении сверхпроводимости графена: неожиданные свойства и космические перспективы

Сверхпроводимость, позволяющая материалам проводить электрический ток без сопротивления, может совершить революцию в технологиях. От сверхбыстрых компьютеров до поездов на магнитной подушке, способных развивать скорость звука — потенциальные применения впечатляют. Однако главным препятствием остаются экстремально низкие температуры, необходимые для работы существующих сверхпроводников.
Прорыв в изучении сверхпроводимости графена: неожиданные свойства и космические перспективы
Изображение носит иллюстративный характер

Новые исследования слоистого графена, проведенные группами ученых под руководством Кин Чун Фонга и Абхишека Банерджи, раскрыли удивительные свойства этого материала. Графен, представляющий собой одноатомный слой углерода в форме «пчелиной соты», при определенном повороте слоев относительно друг друга демонстрирует необычное сверхпроводящее поведение.

Эксперименты с двух- и трехслойным графеном столкнулись с серьезными техническими трудностями. Из-за малых размеров графеновых «хлопьев» традиционные методы измерения давали слишком слабые сигналы. Ученым пришлось разработать новую методику, основанную на воздействии микроволн и точном контроле температуры.

Результаты оказались поразительными. В двухслойном графене сверхпроводящий ток проявил неожиданно высокую кинетическую индуктивность, что противоречило существующим теориям. Исследователи связали это явление с квантовой геометрией волновых функций электронов. Трехслойный графен продемонстрировал поведение, схожее с высокотемпературными сверхпроводниками.

Особый интерес представляет космическое применение графеновых сверхпроводников. Мэри Крейдел работает над созданием детекторов частиц для космических аппаратов, где малый вес и габариты имеют критическое значение. Использование графена может существенно улучшить характеристики таких устройств.

История проекта примечательна случайной встречей Кин Чун Фонга и Абхишека Банерджи за ужином, где они обнаружили, что независимо пришли к одинаковым результатам в оценке кинетической индуктивности. Это совпадение подтвердило достоверность их открытий.

Исследования продолжаются, охватывая и другие двумерные материалы толщиной в несколько атомов. Ученые полагают, что понимание необычных свойств слоистого графена может стать ключом к созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре, что откроет новую эру в технологическом развитии.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка