United States
United Kingdom
India
Deutschland
France
Canada
España
Belgium
Netherlands
Poland
Sweden
Australia
Singapore
Italia
中国
日本Още една стъпка към бъдещите суперкомпютри – учените откриха скритата свръхпроводимост на графена
Нека започнем с това какво представлява графенът. Графенът е алотроп на въглерода под формата на двуизмерна, шестоъгълна решетка в атомен мащаб, в която всеки връх се образува от един атом. Графенът е наблюдаван за първи път още през 1962 г., но е изолиран и характеризиран едва наскоро. Интересът към графена се дължи на неговите свойства – той е лек, но много здрав и гъвкав и има отлична проводимост. Преди почти две години в Laptopmedia имаше статия за потенциалното използване на графена в електрониката, която можете да прочетете тук, ако не сте го направили.
Защо сега отново споменаваме графен? Откакто е открит през 2004 г., учените предполагат, че той може да бъде потенциален свръхпроводник, а сега едно съвсем ново изследване го доказа. Свръхпроводимостта на графена е известна, но не самостоятелно – само когато е в комбинация с други свръхпроводими материали. Сега обаче изследване, ръководено от Университета в Кеймбридж, успява да постигне собствена свръхпроводимост на графена, като го свързва с материал, наречен празеодимов цериев меден оксид (PCCO).
За да обясним на тези от вас, които не са много навътре във физиката или химията, свръхпроводимостта е явление, при което електрическият ток протича с абсолютно нулево електрическо съпротивление през специфичен материал, наречен свръхпроводник. Това явление възниква, когато материалът се охлади до много ниска температура, наречена критична температура.
Да се върнем към новите изследвания и графена. Както вече казахме, свръхпроводимост е наблюдавана в графен, но само когато е свързан със свръхпроводник на метална основа. В такъв случай наблюдаваната свръхпроводимост всъщност не е собствена на графена, а както каза д-р Анджело Ди Бернардо от колежа “Сейнт Джон”: “просто е предадена от основния свръхпроводник”.
С помощта на техника, наречена сканираща и тунелна микроскопия, учените успяват да разграничат свръхпроводимостта на PCCO от тази на графена. Накратко, свръхпроводникът е изграден от електронни двойки, а свръхпроводимостта има различни видове в зависимост от подреждането на спина между електроните от двойката. В случая на PCCO състоянието на двойката е известно като “d-вълново състояние”. Резултатите от експеримента сочат, че електронните двойки в графена са в р-вълново състояние. Това означава, че наблюдаваната в графена свръхпроводимост всъщност е негова собствена, а не на PCCO. Д-р Джейсън Робинсън заяви:
Това беше наистина важна стъпка, защото означаваше, че знаем, че свръхпроводимостта не идва отвън и че следователно PCCO е необходим само за разгръщане на вътрешната свръхпроводимост на графена.
Така наречената “p-вълнова” свръхпроводимост все още не е напълно доказана, но резултатът силно я подсказва. Изследователският екип твърди, че подобно откритие би могло да революционизира създаването и изследването на нови свръхпроводими устройства, като например устройство, подобно на транзистор, чиято свръхпроводимост би могла да се използва в молекулярната електроника.
Какво мислите за това ново откритие? Ще промени ли то драстично електронната индустрия или ще бъде забравено?
