Grafenul, foarte aproape de a deveni superconductor datorită unei descoperiri surprinzătoare în structura sa

Atomii de carbon pot forma legături în multe moduri. Carbonul pur poate apărea sub diferite forme, precum diamant, grafit, nanotuburi sau în dispunere hexagonală bidimensională, cunoscută sub numele de grafen. Acest material conduce electricitatea bine, dar nu este în mod normal superconductor. Acest lucru poate fi schimbat, informează Phys.

În aprilie 2018, un grup de savanţi de la MIT din SUA au arătat că este posibilă generarea unei forme de superconductivitate într-un sistem cu două straturi de grafen în condiţii foarte speciale, dar conform noului studiu al echipei de cercetare condusă de Dmitry Marchenko, Oliver Rader şi Andrei Varykhalov, există o metodă mai simplă. Un cristal de carbură de siliciu (SiC) este încălzit până ce siliciul este evaporat de pe suprafaţă, lăsând în primă fază un singur strat de grafen, iar apoi al doilea. Cele două straturi de grafen nu sunt răsucite precum în experimentul celor de la MIT, ci hexagoanele sunt suprapuse perfect unul peste celălalt.

• Straniu și „extraterestru”: suprafața planetei Marte pe timp de noapte, văzută prin ochii roverului Curiosity
• Un instrument cerebral revoluționar ne-ar putea spune cum funcționează conștiența

Printr-o analiză de precizie a structurii penzii, savanţii au identificat o zonă care în trecut a fost trecută cu vederea. „Stratul dublu de grafen a fost studiat în trecut pentru că este un semiconductor cu un spaţiu în bandă”, a explicat Varykhalov. Dar la instrumentul ARPES de la laboratorul BESSY II, rezoluţia este suficient de mare pentru a observa zona plană de lângă gaura din bandă”, a adăugat cercetătorul.

„Este o proprietate trecută cu vederea a unui sistem bine-studiat”, a precizat Dmitry Marchenko. „Nu se ştia anterior că este o zonă plană în structura benzii dintr-un sistem atât de simplu şi bine cunoscut”, a adăugat savantul.

Zona plană este o premisă a superconductivităţii, dar doar dacă este situată exact în aşa-numita energie Fermi. În cazul grafenului dispus pe două straturi, nivelul de energie este de doar 200 de milielectroni volţi sub energia Fermi, dar este posibiă ridicarea nivelului energiei zonei plane la cel al energiei Fermi prin aplicarea unui curent electric sau introducerea unor noi atomi.

Fizicienii au găsit că interacţiunile dintre cele două straturi de grafen şi între grafen şi carbura de siliciu sunt împreună responsabile pentru formarea zonei plane.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Viitorul e aici! A fost creată prima jachetă din grafen. Cât costă aceasta

Grafenul, materialul-minune al erei noastre, poate fi cheia controlării evaporării apei

Grafenul, materialul-minune al secolului XXI, mai are o utilizare: poate crea încălţăminte care îmbunătăţeşte performanţele sportive

Fizicienii susţin că au obţinut o imagine holografică a unei găuri negre cu ajutorul unui ”fulg” de grafen