Графен одновременно демонстрирует сверхпроводимость и магнетизм, нарушая классические физические законы

Исследователи из MIT сделали замечательное открытие: несколько слоев графена, уложенные определённым образом, способны одновременно демонстрировать свойства сверхпроводника и магнита. Прежде считалось, что эти характеристики несовместимы, однако новое исследование опровергло это представление.

Графен представлен в виде тонких слоев углерода, привычно выстраиваемых в ровные стопки. Однако учёные выявили уникальную структуру — ромбовидную, напоминающую угловатую лестницу из углеродных листов. Эти небольшие фрагменты из четырёх-пяти слоев графена были помещены на субстрат из гексагонального нитрида бора. Материалы немного развернули друг относительно друга для неспособства совпадению атомных структур.

Систему затем охладили до экстремально низких температур, чуть выше абсолютного нуля. При прохождении электрического тока сопротивление резко снизилось до нуля — классический признак сверхпроводимости. Однако, при изменении магнитного поля материал начал изменять своё магнитное состояние, словно переворачивающийся магнит.

Это явление получило название хиральная сверхпроводимость. Оно впервые было проиллюстрировано на массивных частицах — конкретно на графене, хотя ранее подобное наблюдалось только у фотонов.

Авторы исследования исследовали несколько образцов и обнаружили в каждом признаки хиральной сверхпроводимости. Это открытие может повлиять на создание новых типов кубитов для квантовых компьютеров — более стабильных и контролируемых, а также на развитие улучшенных сверхпроводящих магнитов для медицинских устройств и энергоэффективной электроники.

Следует отметить, что на данный момент этот эффект проявляется только при очень низких температурах, что ограничивает его практическое применение.

Источник: iXBT