MIT-ը հայտնաբերել է գրաֆենային գերհաղորդիչներ, որոնք ուժեղանում են մագնիսական դաշտերում

MIT-ի հետազոտողները պարզել են, որ ռոմբոէդրային գրաֆենը՝ գրաֆիտի ատոմային բարակ շերտերը, որոնք դասավորված են որոշակի նախշով, կարող է պարունակել առնվազն չորս տարբեր գերհաղորդիչ վիճակներ, որոնցից մի քանիսը հակասում են սովորական ֆիզիկային՝ մագնիսական դաշտի առկայության դեպքում գոյատևելով և նույնիսկ ուժեղանալով։ Հունիսի 29-ին Nature-ում հրապարակված բացահայտումները բացահայտում են այն, ինչ թիմը նկարագրում է որպես «մագնիսական դաշտով ուժեղացված գերհաղորդիչների նոր ընտանիք»։news.mit+1

Գերհաղորդականություն, որը հակասում է մագնիսական դաշտերին

Մագնիսական դաշտերը սովորաբար ոչնչացնում են գերհաղորդականությունը։ Սովորական գերհաղորդիչներում զույգված էլեկտրոններն ունեն հակառակ սպիններ, և կիրառվող մագնիսական դաշտը այդ սպինները հեռացնում է միմյանցից և խզում զույգերը։ Այնուամենայնիվ, MIT-ի ֆիզիկոս Լոնգ Ջուի ղեկավարությամբ անցկացված փորձերում ռոմբոէդրային գրաֆենում հայտնաբերված չորս գերհաղորդիչ վիճակներից երեքը պահպանվել են մինչև 9 տեսլա մագնիսական դաշտերի պայմաններում, ինչը մոտ 180,000 անգամ ավելի ուժեղ է, քան Երկրի մագնիսական դաշտը։news.mit

Ավելի զարմանալին այն է, որ երբ հետազոտողները կիրառեցին ուղղահայաց մագնիսական դաշտ որոշակի էլեկտրոնային խտության դեպքում, գերհաղորդականությունը ոչ միայն գոյատևեց, այլև ուժեղացավ։ «Գերհաղորդականությունն իրականում ուժեղանում է, այսինքն՝ անցումային ջերմաստիճանը 55 միլիկելվինից հավանաբար բարձրանում է 90 միլիկելվինի», – բացատրեց Ջուն։ «Միևնույն ժամանակ, նյութը կարող է դիմանալ ևս 50 կամ 60 տոկոսով ավելի հոսանքի, նախքան գերհաղորդականությունը կոչնչանա։ Եվ դա շատ անսովոր է»։news.mit

Էլեկտրոնների զույգման նոր մեխանիզմ

Թիմը ենթադրում է, որ ռոմբոէդրային գրաֆենում, որոշակի էլեկտրոնային խտության դեպքում, էլեկտրոնները կարող են զույգվել համընկնող և ոչ թե հակառակ սպիններով։ Այս կոնֆիգուրացիայում մագնիսական դաշտը երկու սպիններն էլ քաշում է նույն ուղղությամբ, ինչը պահպանում է դրանց համընկնումը և գերհաղորդիչ վարքագիծը և ոչ թե խախտում այն։news.mit

Բացահայտումը հիմնված է Ջուի խմբի նախորդ աշխատանքի վրա, որը անցյալ տարի հայտնել էր նույն նյութում «քիրալային գերհաղորդականության» առաջին դիտարկման մասին՝ վիճակ, որը համատեղում է գերհաղորդականությունը ներքին մագնիսականության հետ, որն առաջանում է էլեկտրոնների ուղեծրային շարժումից։news.mit+1

Հետևանքները ոչ ավանդական գերհաղորդականության համար

Արդյունքները ռոմբոէդրային գրաֆենը հաստատում են որպես հարթակ, որը հյուրընկալում է բազմաթիվ ոչ ավանդական գերհաղորդիչ վիճակներ մեկ նյութի մեջ։ Թեև ներգրավված ջերմաստիճանները մնում են գործնական շեմերից շատ ցածր՝ բացարձակ զրոյից տասնյակ միլիկելվիններով բարձր, բացահայտումները ֆիզիկոսներին առաջարկում են նոր համակարգ՝ գերհաղորդականության էկզոտիկ ձևերը և սպին-տրիպլետային զույգման մեխանիզմները ուսումնասիրելու համար, որոնք վաղուց տեսականորեն հայտնի էին, բայց հազվադեպ էին նկատվում։nature+1