Графенот под „магичен агол“ дава докази за неконвенционална суперспроводливост

Научници од Националниот институт за графен при Универзитетот во Манчестер покажаа дека суперспроводливоста во графен извртен под таканаречен „магичен агол“ може целосно да се потисне со екранирање на интеракциите меѓу електроните. Резултатите укажуваат дека електронските интеракции имаат клучна улога во појавата.

Магичниот материјал се создава со поставување две графенски обвивки една врз друга, со меѓусебно завртување од приближно 1,1 степен. Иако неговата суперспроводливост се проучува со години, научниците сè уште дебатираат дали спарувањето на електроните го предизвикуваат самите електронски интеракции или вибрациите на атомската решетка, како кај конвенционалните суперспроводници.

За да го испитаат ова прашање, истражувачите изработиле уред со два из twisted графенски двослоја, разделени со помалку од еден нанометар, но електронски независни. Дополнителниот двослој служел како подеслив екран што ги ослабува Кулоновите интеракции во соседниот суперспроводлив графен.

Со зголемување на густината на носителите на електричен полнеж во соседниот слој, суперспроводливоста постепено ослабувала. Кога екранирањето станало доволно силно, таа целосно исчезнала, а критичната температура се намалила за повеќе од десетпати. Во истите услови исчезнале и корелираните изолаторски состојби, уште една карактеристика на графенот под магичен агол.

Ефектот бил значително посилен од оној во претходни експерименти, што истражувачите го поврзуваат со исклучително малото растојание меѓу двата слоја. Новиот пристап овозможил екранирање на електронските интеракции на растојанија до околу 0,3 нанометри.

Теоретските модели покажале дека кај конвенционална суперспроводливост посредувана од фонони, екранирањето на Кулоновите интеракции би требало да има мал ефект или дури благо да ја засили појавата. Бидејќи експериментот покажал спротивен резултат, ваквиот механизам не може целосно да ја објасни суперспроводливоста во овој тип материјали.

Студијата не посочува единствен дефинитивен механизам за спарување, но ги ограничува можните теории и ја зајакнува поддршката за објаснувања засновани врз колективни електронски интеракции. Истражувачите сметаат дека методот може да помогне и во проучувањето на други силно корелирани материјали, вклучително и високотемпературните суперспроводници.