Исследователи во главе с Шолун Яном (Shuolong Yang) обстреливали плотным пучком ультрафиолетового излучения многослойные структуры из графена и тонких листов кальция.

Довольно давно известно, что при определённых условиях такая комбинация является сверхпроводящей. Считалось, что без второго компонента графен лишён способности к передаче электричества без потерь.

При помощи УФ-облучения графена удалось напрямую проследить процессы «метаний» электронов между графеном и кальцием — то, как они взаимодействуют с присущими этим материалам внутренними вибрациями атомной структуры и объединяются в пары, что и позволяет этим частицам без потерь течь внутри графен-кальциевого сэндвича.

Ключевой задачей при этом было понять роль в создании сверхпроводящего материала каждого из компонентов композита. И учёные уверены, что им удалось достоверно выяснить следующее: хотя кальций и взаимодействие с ним помогают достижению сверхпроводящего состояния, графен также имеет собственный сверхпроводящий потенциал.

«Мы впервые можем показать, как именно электроны, существующие в графеновых слоях, в действительности достигают сверхпроводимости, — заявляет Джонатан Собота (Jonathan Sobota) из Института материаловедении и энергетики Стэнфордского университета, один из участников эксперимента. — Мы полагаем, что понимаем механизм возникновения сверхпроводимости в этом [композитном материале]».

Хотя пока, как вы видите, речь идёт лишь о «понимании теоретического механизма», эксплуатация которого может привести нас к сверхпроводящему графену, а о конкретных применениях говорить несколько рано, учёные всё же замечают, что ультравысокочастотные аналоговые транзисторы, наносенсоры и микроэлектромеханические устройства, а также элементная база квантовых компьютеров могли бы с успехом использовать сверхпроводник со столь специфическими качествами, как у графена.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Communications.

Дополнительная информация об исследовании в файле PDF

Подготовлено по материалам EurekAlert!. computerra.ru