«Магический угол» делает графен сверхпроводящим — исследователи

Два слоя графена, совмещенные под «магическим углом», проявляют свойства сверхпроводимости, выяснили специалисты Института конденсированных сред и нанонаук UCLouvain, 23 февраля сообщает Phys.org.

Специалисты по наноскопической физике проанализировали поведение электронов при наложении под углом 1,1 градуса (так называемый «магический угол») двух слоев графена.

«Когда два слоя графена накладываются друг на друга под этим волшебным углом, они порождают сверхпроводимость. Поэтому они проводят электричество без какого-либо сопротивления», — говорит Шарлье, руководитель исследований.

Две скрученные таким образом плоскости графена взаимодействуют и приводят к перестройке атомов в области, где электроны захватываются и локализуются в пространстве.

Однако электроны имеют одинаковый заряд, который отталкивает их друг от друга. Но электроны могут выстраиваться таким образом, что их спин совмещается — тогда у них появляются магнитные свойства, а материал становится изолятором.

Также может проявляться случай, когда электроны спариваются — тогда реализуется сверхпроводимость. Это и происходит в случае двухслойного графена, скрученного под «магическим углом».

Синтез новых двумерных материалов и появление экстраординарных свойств у них привели к увлечению твистроникой — техническим разделом, в котором изучаются свойства двумерных материалов от угла скручивания.

Напомним, графен — двумерный материал, состоящий исключительно из углерода. Он имеет уникальное сочетание свойств: высокие тепловую и электрическую проводимость, прозрачность и гибкость. Эти свойства становятся особенно востребованными в эпоху сенсорных экранов и гибкой электроники.