MIT finnur grafen-leiðara sem styrkjast í segulsviðum

Vísindamenn við MIT hafa komist að því að romboedrískt grafen — atómþunn lög af grafíti sem staflað er í ákveðnu mynstri — getur hýst að minnsta kosti fjögur aðskilin ofurleiðandi ástand, þar sem nokkur þeirra ögra hefðbundinni eðlisfræði með því að lifa af og jafnvel styrkjast í nærveru segulsviðs. Niðurstöðurnar, sem birtar voru 29. júní í Nature, leiða í ljós það sem teymið lýsir sem "nýrri fjölskyldu ofurleiðara sem örvast af segulsviðum".news.mit+1

Ofurleiðni sem ögrar segulsviðum

Segulsvið eyðileggja venjulega ofurleiðni. Í hefðbundnum ofurleiðurum hafa pöruð rafeindir gagnstæðan spuna, og beitt segulsvið togar þessa spuna í sundur og rýfur pörin. En í tilraunum undir stjórn eðlisfræðingsins Long Ju við MIT, héldust þrjú af fjórum ofurleiðandi ástandum sem uppgötvuðust í romboedrísku grafeni við segulsvið allt að 9 tesla — um það bil 180.000 sinnum sterkara en segulsvið jarðar.news.mit

Enn merkilegra er að þegar vísindamennirnir beittu hornréttu segulsviði við ákveðinn rafeindaþéttleika, lifði ofurleiðnin ekki bara af, heldur styrktist hún. "Ofurleiðnin eykst í raun, það er að segja, umskiptahitastigið fer úr 55 millikelvin í líklega 90 millikelvin," útskýrði Ju. "Á sama tíma getur efnið tekið við 50 eða 60 prósentum meiri straumi áður en ofurleiðnin eyðileggst. Og það er mjög óvenjulegt."news.mit

Nýtt kerfi fyrir pörun rafeinda

Teymið leggur til að í romboedrísku grafeni, við ákveðinn rafeindaþéttleika, geti rafeindir parast með spuna sínum samstilltan frekar en gagnstæðan. Í þessari uppsetningu togar segulsvið báða spunana í sömu átt, sem varðveitir samstillingu þeirra og ofurleiðandi hegðun frekar en að trufla hana.news.mit

Uppgötvunin byggir á fyrri vinnu hóps Ju, sem greindi frá fyrstu athugun á "kíralri ofurleiðni" í sama efni á síðasta ári — ástandi sem sameinar ofurleiðni og innri segulmögnun sem stafar af brautarhreyfingu rafeinda.news.mit+1

Áhrif á óhefðbundna ofurleiðni

Niðurstöðurnar staðfesta romboedrískt grafen sem vettvang sem hýsir mörg óhefðbundin ofurleiðandi ástand innan eins efnis. Þótt hitastigin sem um ræðir haldist langt undir hagnýtum mörkum — tugir millikelvina yfir algjöru núlli — bjóða niðurstöðurnar eðlisfræðingum upp á nýtt kerfi til að rannsaka framandi form ofurleiðni og pörunarkerfi spuna-þríeykis sem lengi hafa verið kennd um en sjaldan sést.nature+1