Технології

Надпровідність “магічного” графена можна вмикати та вимикати

Інженери показали, що надпровідність у графені, скрученому під магічним кутом, можна вмикати та вимикати простим електричним імпульсом.

Фізики з Массачусетського технологічного інституту відкрили незвичайну властивість графена з “магічним кутом”. Якщо розташувати шари графена під певними кутами, надпровідність можна активувати і вимикати електричним імпульсом. Технологія підійде для створення надшвидких, енергоефективних надпровідних транзисторів для нейроморфних пристроїв.

Для створення “керованого надпровідника” фізики розташували графен між двома шарами нітриду бору — двовимірного ізолюючого матеріалу. Центр цього “сендвіча” утворюють два листи графена, при цьому верхній повернутий щодо нижнього на “магічний” кут 1,1°. Зверху і знизу його покривають шари нітриду бору. При цьому перший вирівняний стосовно верхнього шару графена, а другий зміщений на 30°.

Ілюстрація пристрою: темно сірий графен в центрі затиснутий між шарами нітриду бору (синій і фіолетовий). На врізці візерунки, сформовані двошаровим графеном, згорнутим під “магічним” кутом. Зображення: Dahlia R. Klein et al., Nature Nanotechnology, MIT News

Дослідники виявили, що якщо подати напругу на такий шар графена, то скручений двошаровий графен перемикав електронні стани, переходячи між ізолюючим, провідним і надпровідним станами при певних відомих напругах.

Подібні результати дослідники отримували і раніше, але в новому дослідженні фізики також показали, що електронний стан зберігається, а не зникає після зняття напруги. Вони виявили, що при певній напрузі шари графена перетворювалися в надпровідник і залишалися ним навіть після того, як напругу вимкнули.

Цей бістабільний ефект свідчить про те, що для активації надпровідності в скрученому графені достатньо «клацання пальців» — короткого електричного імпульсу.

“Для переважної більшості матеріалів, якщо прибрати електричне поле, електричний стан зникне. Вперше був створений надпровідний матеріал, який можна різко вмикати та вимикати за допомогою електрики. Це прокладе шлях до нового покоління скрученої надпровідної електроніки на основі графена”, – говорить Пабло Харілло-Ерреро, професор фізики Массачусетського технологічного інституту та співавтор дослідження
Back to top button