فیزیکدانان دانشگاههای MIT و هاروارد مطرح کردند؛

گرافن می‌تواند عایقِ ابررسانا باشد!

دانشمندان دریافته‌اند که اگر صفحات گرافین در یک زاویه جادویی چرخانده شوند، می‌توانند هم به عنوان یک عایق و هم یک ابررسانا عمل کنند.

کد خبر: ۲۰۸۸۹۵

تاریخ: ۲۳ اسفند ۱۳۹۶ - ۱۶:۰۴

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از نیچر، فیزیکدانان دانشگاه MIT و دانشگاه هاروارد دریافتند که گرافن می‌تواند در هر دو حالت الکتریکی رفتار کند؛ اول به عنوان یک مقره(عایق) که الکترونها را از جریان پیدا کردن منع می‌کند و دوم به عنوان یک ابررسانا که جریان الکتریکی می‌تواند بدون مقاومت از طریق آن جریان یابد.

گرافن در سال 2004 کشف شده است و دانشمندان از آن زمان دریافتند که ورقه‌های لانه‌زنبوری اتم‌های کربن، باریک‌ترین مواد شناخته شده در جهان هستند. این ماده در عین حال سبک، انعطاف‌پذیر، قوی و بسیار رسانا است.

محققان در گذشته ابررساناهای گرافنی را با قرار دادن مواد در تماس با دیگر فلزات ابررسانا ترکیب کرده‌اند.

این بار، محققان راهی برای ساخت ابررسانای گرافنی با استفاده از خود گرافن یافته‌اند. این نشان می‌دهد که ابررسانایی می‌تواند یک کیفیت ذاتی در گرافن باشد که کاملا بر پایه کربن است.

فیزیکدانان این کار را با ایجاد یک شبکه بزرگ از دو ورقه گرافن که با یکدیگر ترکیب شده‌اند، انجام دادند. آنها کاملا روی هم قرار ندارند و با زاویه 1.1 درجه چرخش می‌کنند.

الگوی لانه‌زنبوری شش ضلعی با کمی تنظیم و ایجاد یک پیکربندی می‌تواند کاری کند که برآورد شده است تا القاء تعاملات عجیب و غریب بین الکترونی در صفحات گرافن را انجام دهد.

در دیگر تنظیمات، گرافن با متمایز بودن، ارتباط بسیار کمی با لایه‌های همسایه دارد.

گروه محققان که توسط "پابلو جاریلو هررو"، استادیار فیزیک در MIT رهبری شدند، دریافتند که دو ورق گرافن رفتار غیررسانایی را در هنگام چرخش در زاویه گفته شده نشان می‌دهد.

محققان سپس ولتاژ را اعمال کردند و مقادیر کمی از الکترونها را به شبکه گرافن اضافه کردند. آنها دریافتند که در یک سطح معین، الکترونها از حالت عایق عبور می‌کنند و بدون مقاومت، جریان را مانند یک ابررسانا عبور می‌دهند.

"هررو" می‌گوید: اکنون می‌توان گرافن را به عنوان یک "پلتفرم" جدید برای ابررسانای غیرمتعارف استفاده کرد. همچنین می‌توان یک ترانزیستور ابررسانا را از گرافن تصور کرد که می‌تواند از حالت ابررسانا به عایق و بالعکس جابجا شود. این ویژگی، امکانات بسیاری را برای دستگاه‌های کوانتومی فراهم می‌کند.