grafen, ett enda ark av kolatomer, har många extrema elektriska och mekaniska egenskaper. Två år sedan, forskare visade hur två ark som läggs ovanpå varandra och vrids i precis rätt vinkel kan bli supraledande, så att materialet förlorar sin elektriska resistivitet. Nytt arbete förklarar varför denna supraledning sker i en överraskande hög temperatur.

Forskare vid Aalto-universitetet och Jyväskylä universitet visade att grafen kan vara en supraledare vid en mycket högre temperatur än förväntat, på grund av en subtil kvantmekanisk effekt av grafens elektroner. Resultaten publicerades i Fysisk granskning B . Fynden lyftes fram i Fysik synpunkt från American Physical Society, och ser ut att väcka livliga diskussioner i fysiksamhället.

Upptäckten av det supraledande tillståndet i vriden dubbelskiktsgrafen valdes ut som årets fysikgenombrott 2018 av tidskriften Physics World, och det ledde till en intensiv debatt bland fysiker om ursprunget till supraledning i grafen. Även om supraledning hittades endast vid några få grader över temperaturens absoluta nollpunkt, Att avslöja dess ursprung kan hjälpa oss att förstå högtemperatursupraledare och göra det möjligt för oss att producera supraledare som fungerar nära rumstemperatur. En sådan upptäckt har ansetts vara en av fysikens "heliga graler", eftersom det skulle möjliggöra drift av datorer med radikalt mindre energiförbrukning än idag.

Det nya arbetet kom från ett samarbete mellan Päivi Törmäs grupp vid Aalto-universitetet och Tero Heikkiläs grupp vid Jyväskyläs universitet. Båda har under flera år studerat vilka typer av ovanlig supraledning som sannolikt finns i grafen.

"Vågfunktionernas geometriska effekt på supraledning upptäcktes och studerades i min grupp i flera modellsystem. I detta projekt var det spännande att se hur dessa studier länkar till verkliga material, " säger verkets huvudförfattare, Aleksi Julku från Aalto-universitetet. "Förutom att visa relevansen av den geometriska effekten av vågfunktionerna, vår teori förutspår också ett antal observationer som experimentalisterna kan kontrollera, " förklarar Teemu Peltonen från Jyväskylä universitet.