Структура графена: от карандашей к прорывным открытиям
Графит, знакомый каждому по пишущим стержням карандашей, состоит из множества слоёв графена — атомарно тонких углеродных листов. Обычно эти слои располагаются со смещением, формируя стабильную структуру. Однако в редких случаях возникает ромбоэдрическая конфигурация, где атомы углерода образуют пространственные ромбы, напоминающие ступени лестницы.
Революционное открытие MIT
Исследователи Массачусетского технологического института выявили необычные свойства в многослойном графене. При укладке четырёх или пяти слоёв в ромбоэдрической форме материал демонстрирует сверхпроводимость и внутреннюю намагниченность, что открывает новые горизонты в материаловедении.
Эксперименты при экстремальных условиях
Охлаждение до 300 милликельвин превращает материал в сверхпроводник с нулевым сопротивлением. Уникальность открытия проявилась при изменении магнитного поля: структура переключалась между двумя сверхпроводящими состояниями, сохраняя стабильность. «Это словно магнит, меняющий полярность без потери свойств», — отмечает Зах Хаджри, участник проекта.
Секрет необычных свойств
Ключевым фактором стала особая конфигурация графеновых слоёв. При сверхнизких температурах электроны синхронизируют своё движение, образуя связанные пары. В отличие от традиционных сверхпроводников, здесь частицы занимают единое энергетическое состояние, создавая коллективный импульс и намагниченность.
Хиральный сверхпроводник будущего
«Электронные пары вращаются согласованно, формируя внутреннее магнитное поле. Это первый пример материала, объединяющего сверхпроводимость с магнетизмом», — подчёркивает Тонгхан Хан. Уникальные свойства ромбоэдрического графена могут лечь в основу топологических сверхпроводников, устойчивых к внешним воздействиям.
Перспективы для квантовых технологий
Открытие MIT прокладывает путь к созданию энергоэффективных систем и защищённых квантовых компьютеров. Простота углеродной структуры и воспроизводимость эффекта на шести образцах указывают на возможность масштабирования технологии для практического применения.
Источник: naked-science.ru
