1. Närhetseffekt:
– Den här metoden går ut på att lägga ett tunt lager av ett supraledande material, som niob eller aluminium, ovanpå grafen. När de två materialen är i närheten kan de supraledande egenskaperna hos metallen inducera supraledning i grafenskiktet.
2. Kemisk dopning:
– Kemisk dopning innebär att man för in främmande atomer eller molekyler i grafengittret, vilket förändrar dess elektroniska egenskaper. Genom att införa vissa dopämnen, såsom kalium eller kalcium, kan elektron-fonon-kopplingen förbättras, vilket leder till supraledning.
3. Strain Engineering:
- Att applicera mekanisk belastning på grafen kan modifiera dess elektroniska struktur och förbättra elektron-fonon-kopplingen. Detta kan uppnås genom att sträcka eller komprimera grafen med olika tekniker, såsom substratböjning eller mekanisk exfoliering.
4. Underlagsteknik:
- Att placera grafen på ett lämpligt substrat kan inducera supraledning. Substrat som hexagonal bornitrid (h-BN) har en gitterstruktur som överensstämmer väl med grafener, vilket möjliggör förbättrad elektron-fonon-interaktion och främjar supraledning.
5. Interkalering:
- Att interkalera grafen med vissa material, som alkalimetaller eller organiska molekyler, kan förändra dess elektroniska egenskaper och inducera supraledning. Interkalering innebär att man infogar arter mellan grafenlagren, vilket modifierar interaktionerna mellan kolatomer.
6. Flerskiktsgrafen:
- Att stapla flera lager av grafen kan skapa interaktioner mellan lagren som förbättrar supraledning. Genom att kontrollera staplingssekvensen och mellanskiktets rotationsvinklar är det möjligt att inducera supraledande beteende i flerskiktsgrafensystem.
7. Närhetsinducerad supraledning genom elektrostatisk grind:
– Att applicera ett starkt elektrostatiskt fält på grafen kan inducera en närhetseffekt även utan direktkontakt med en supraledare. Denna metod innebär att man använder en grindelektrod för att inducera ett supraledande tillstånd i grafen genom att kontrollera laddningstätheten.
8. Supraledning i Twisted Bilayer Graphene:
– Att vrida två lager grafen i en specifik "magisk vinkel" har visat sig inducera supraledning i tvålagers grafensystem. Detta fenomen, känt som "twistronics", uppstår från de platta band som bildas vid den magiska vinkeln, som förbättrar elektron-elektron-interaktioner.
Dessa tillvägagångssätt har visat lovande resultat för att inducera supraledning i grafen. Emellertid är området grafensupraledning fortfarande aktivt undersökt, och ytterligare undersökningar är nödvändiga för att uppnå stabilt och kontrollerbart supraledande beteende i grafenbaserade material för praktiska tillämpningar.
