Американски физици откриха нов начин за активиране/деактивиране на свръхпроводимостта в двуслойния графен. Ъгълът на усукване между слоевете на този двуизмерен материал и тяхното взаимно разположение позволяват на учените да променят електронните свойства с кратък електрически импулс. Изобретението ще проправи пътя към една съвсем нова свръхбърза електроника, която имитира работата на мозъка.
През 2019 г. екип от изследователи от Станфорд открива, че два слоя графен могат да се превърнат във феромагнити. (Феромагнитите са материали, които запазват магнитните си свойства дори при липса на външно магнитно поле.) След това учените откриха, че два слоя графен, усукани под ъгъл, притежават феромагнитни свойства, които могат да се активират и деактивират по желание. Това се случва, когато слоевете графен се поставят между два листа борен нитрид, така че кристалната структура на графена да съвпадне с тази на слоевете борен нитрид.
В своето ново проучване учените от Масачузетския технологичен институт са променили подредбата на слоевете. В този сандвич са поставени два слоя графен, чийто горен слой е завъртян на 1,1 градуса спрямо долния. Слоят от боров нитрид е поставен точно отгоре, а другият слой е поставен на 30 градуса спрямо върха, съобщава MIT News.
След това учените са измерили електрическото съпротивление на графеновите слоеве и са установили, че те променят електрическото си състояние, преминавайки между непроводими, проводящи и свръхпроводими състояния при определено напрежение. Но това, което ги изненада, беше, че всяко електронно състояние се запазва, а не изчезва веднага с намаляването на напрежението. При определено напрежение слоевете графен се превръщат в свръхпроводник и остават такива дори без подаването на каквото и да било напрежение.
Това свойство се нарича бистабилност. Това означава, че свръхпроводимостта може да се включва и изключва чрез кратки електрически импулси, а не чрез електрическо поле.
Изследователите все още не са наясно какво причинява този ефект, но предполагат, че причината може да е в особеното разположение на слоевете графен един спрямо друг и спрямо слоевете борен нитрид. Но вече е ясно, че този материал може да бъде в основата на една съвсем нова непозната към днешен ден бърза, компактна и енергийно ефективна електроника.
Да напомним, че свръхпроводниците са материали, които провеждат електричество без съпротивление (с нулево съпротивление), което ги прави много по-ефективни от конвенционалните обикновени проводници. Но повечето от тези свръхпроводници изискват температури, близки до абсолютната нула – минус 273 градуса по Целзий. Високотемпературните свръхпроводници работят при по-високи температури – например минус 196,2 градуса по Целзий и постигането на подобно охлаждане е много по-лесно и по-евтино, особено в условията на МКС. Освен това тези свръхпроводници могат да генерират по-силни магнитни полета от нискотемпературните, те са по-малки и могат да работят при различни бързо променящи се условия.