Ученые «разбудили» сверхпроводимость у графена

С помощью другого сверхпроводника химикам удалось активировать сверхпроводящие свойства графена. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

С момента открытия графена в 2004 году, ученые предполагали, что он может обладать сверхпроводящими свойствами. Теперь химики и материаловеды из Кембриджского университета нашли способ «включить» сверхпроводимость у графена. Графен представляет собой двумерную (однослойную) аллотропную модификацию углерода. Из-за своих уникальных электрических и оптических свойств в наноэлектронике графен является альтернативной заменой кремнию в интегральных микросхемах. Ученые решили, что соединение графена со сверхпроводником поможет активировать его сверхпроводящие свойства.

В сверхпроводниках электроны объединяются в пары, которые проявляют разные типы сверхпроводимости. В своей работе ученые использовали оксид празеодима-церия-меди с общей формулой Pr_2-xCe_xCuO₄. Пары электронов в нем образуют так называемую d-волну. Химики поместили графен на подложку из этого оксида, а затем методами спектроскопии и туннельной микроскопии изучили его электрическую проводимость. Выяснилось, что графен проявлял сверхпроводящие свойства, причем пары электронов в нем образовывали p-волну, что позволило ученым отличить сверхпроводимость графена от сверхпроводимости оксида празеодима-церия-меди.

Сверхпроводники обладают нулевым электрическим сопротивлением, что позволяет проходящим электронам (электрическому току) не терять свою энергию. Сверхпроводящие материалы находят применение в магнитно-резонансной томографии, поездах на магнитной подушке или проекта вакуумного поезда Hyperloop.