3 년 전, 물리학 자들은 작은 1.1도 트위스트로 두 개의 쌓인 탄소 시트가 눈부신 행동을 보여줄 수 있음을 발견했습니다. 가장 유명하게, 저온으로 냉각되면 재료는 제로 저항으로 전기를 전도합니다.
연구원들은 왜 트위스트 이중층 그래 핀 (그것이 불리는대로)이 초전도체가되는 이유를 알아 내기 위해 경쟁했습니다. 많은 이론가들은이 발견이 초전도성에 대한 그들의 이해를 다시 작성하고, 연구원들이 현상을 더 높은 온도에서 유지할 수있는 재료를 엔지니어링 할 수 있기를 희망했다.
.그러나 그래 핀 시트 사이의 비틀기에 대한 강렬한 초점은 잘못된 방향의 경우 일 수 있습니다. 물리학 자 팀은 오늘 온라인 회의에서 트리플 데커 그래 핀 스택에서 전혀 비틀림없이 초전도성을 관찰했다고 발표했습니다. 산타 바바라 (Santa Barbara) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 안드레아 영 (Andrea Young)과 해 옥신 주우 (Haoxin Zhou)가 이끄는이 발견은 그래 핀의 초전도성에 대한 토론을 재설정 할 수있었습니다. 이로 인해 일부 이론가들은 그래 핀의 초전도성이 바닐라 품종이라고 의심하게 만들었습니다.
메릴랜드 대학교 (University of Maryland)의 이론적 요약 물리학자인 Sankar Das Sarma는“이 연구에 관여하지 않은 메릴랜드 대학의 이론적 요약 물리학자인 Sankar Das Sarma는“이것은 어떤 의미에서, 어떤 의미에서, 어떤 의미에서는 정기적이라는 것을 보여주는 매우 중요한 발견이다.
그러나 기존의 초전도성에 대한 증거는 결정적이지 않습니다. 연구원들은 비틀림 그래 핀의 초전도율이 완비되지 않은 그래 핀이 아니더라도 여전히 이국적 일 수 있다고 지적합니다.
Albert Einstein, Richard Feynman 및 Werner Heisenberg는 20 세기 물리학의 타이탄 중 일부에 불과한 많은 금속이 저온에서 저항없이 왜 전류를 운반하는지 이해하지 못했습니다. 이 표준 종류의 초전도성이 발견 된 지 거의 반세기가 지난 1957 년, John Bardeen, Leon Cooper 및 John Robert Schrieffer는 마침내이 현상을 설명했다.
그들은 포논이라고 불리는 원자가 함께 묶인 잔물결이있는 금속의 건전한 파도가 전자를 유치하는 양전하의 농도를 만듭니다. 포논은 전자를“쿠퍼 쌍”으로 묶습니다. 이런 식으로 결합 된 전자는 다른 양자 기계 규칙에 의해 재생되며, 양자 유체로 융합하여 격자의 원자에 의해 더 이상 흐름이 꽉 차지 않습니다. BCS로 알려진이 포논-매개 이론은 거의 모든 초전도 실험과 일치한다.
전자를 함께 접착시키는 대안적인 방법은 종이에 작용하며 실험 주의자들은 일부 초전도기에서 수수께끼가 강한 "비 전통적인"접착제의 징후를 보았지만 그러한 주장은 불안정하게 남아 있습니다.
Das Sarma는“어떤 섬에있는 매우 먼 마을에서 누군가가 당신에게 말하는 것과 같습니다.”라고 Das Sarma는 말했습니다. “당신은 매우 회의적이어야합니다.”
2018 년에 일부 연구자들은 이국적인 이국적인 초전도성의 신화적인 섬을 우연히 발견했을 것이라고 생각했습니다. 왜냐하면 트위스트 이중층 그래 핀은 대부분의 초전도체보다 전자가 훨씬 더 단단히 결합하는 것으로 나타 났기 때문입니다. 흥분은 올해 초 유사한 시스템에서 초전도성의 발견으로 상승했다. 두 시스템 모두 희귀 한 180도 회전 대칭을 공유했으며, 이론가들은 Skyrmions로 알려진 전자 소용돌이를 기반으로 특히 이국적인 형태의 초전도성을 지원할 수 있다고 주장했다.
.그러나 초전도 그래 핀의 새로운 화신은 눈에 띄게 평범하게 보입니다.
ABC 트릴 층 그래 핀은 젊고 그의 동료들이 그래 핀 스택이라고 부르는 것처럼 가장 깨끗하고 단순한 재료 중 하나입니다. 두 번째 및 세 번째 층은 비틀지 않고 이동하고, 각각의 추가 반 heoneycomb에 의해 누르지 않았으므로 아래의 탄소 원자는 위의 격자 중심에 떨어집니다.
스태킹 그래 핀 시트는 비틀기의 유무에 관계없이 어렵습니다. 꼬인 장치는 다른 구역의 마법 각도를 방해하는 주름으로 가득 차있어 각 장치를 독특하게 만듭니다. 젊은이와 동료들이 ABC 트리 레이어 장치를 제조하더라도 대부분의 시도는 대체 스태킹 패턴으로 되돌아갔습니다. 그러나 까다로운 꼬인 샘플과는 달리, 상태를 유지 한 샘플은 마지막 원자와 동일했습니다. 영은 원자가“레고처럼 제자리에 고정되어있다”고 말했다
팀이 첫 번째 ABC 장치를 사용하면 조절 가능한 전기장을 사용하여 깨끗한 층 사이의 전자를 섞습니다. 그들이 극저온 온도에서 전자 분포를 조정하면서, 그들은 장치의 전류 속도를 늦추는 방법의 이동에 의해 지시 된 바와 같이, 시스템이 꼬인 그래 핀처럼 행동하는 것을 보았다. 그들은 4 월 전 사전 인쇄물에 결과를 게시했습니다.
그들이 전이를보다 상세하게 조사했을 때, 그들은 재료가 절대 제로 이상의 정도의 약 10 분의 1이었을 때 전기 저항 제로의 짧은 깜박임을 확인했습니다.
.젊은이와 그의 동료들은 쿠퍼 전자 쌍을 직접 들여다 볼 수있는 방법이 없지만, Bardeen, Cooper 및 Schrieffer는 다음과 같이 인식 할 수 있다는 행동을 발견했습니다. 세 층 사이의 전자 이동은 전자에서 선택할 수있는 가능한 구성의 수를 증가 시켰습니다. 고밀도의 상태에서 전자는 그들 사이에서 더 쉽게 형제화 될 수 있습니다. BCS 이론은이 전자 자유가 쿠퍼 쌍의 형성을 돕는다는 것을 예측하고, 그것이 연구원들이 발견 한 것입니다. 국가의 밀도가 상승함에 따라, 재료는 두 개의 초전도성이 나타났습니다.
.BCS 방정식이 유지되는 것으로 보이므로 일반 포논은 초전도성에 책임이있을 수 있습니다.
Das Sarma는“오리처럼 삐걱 거리고 오리처럼 걷고 있습니다. “포논은 자연 스럽습니다.”
다른 사람들은 ABC 트릴 층 그래 핀에서 포논을 뒷받침하는 증거가 거칠다는 점을 지적하면서 확신이 적습니다. 초전도는 국가의 밀도가 높은 것으로 추적되는 것으로 보이지만 이것이 BCS 방정식이 자세히 준수된다는 것을 의미하지는 않는다. 버클리 (Berkeley)의 캘리포니아 대학 (University of California)의 요약 물리학자인 Mike Zaletel은 연구 중에 젊은이들과 상담하고 초등 관음의 스카이 오리온 이론을 개발하는 데 도움을 준다고 말했다.
Young의 데이터에서 Zaletel은 3 개의 머리를 가진 사람들보다는 6 개의 손가락 인구가있는 섬과 같은 약간 이국적인 종류의 초전도성에 대한 힌트를 봅니다. 그는 초전도성의 두 플래시가 전자가 강자성 상태로 조직되기 직전에 나타 났으며, 여기서 스핀 방향이 정렬되었다. 전자의 영역이 줄을 서기 시작하면서, 이러한 변동하는 균일 성 주머니는 포논과 마찬가지로 전자를 쿠퍼 쌍으로 목격 할 수 있습니다.
Young의 그룹은 이미 ABC 트릴 층 그래 핀의 초전도성의 시작의 핵심인지 또는 기존의 포논을 암시하는지 여부를 이미 테스트하고 있습니다.
.많은 물리학 자들은 Young의 새로운 플랫폼이 그래 핀에서 전자 초전도를 어떻게 파악하는 데 도움이 될 것이라고 낙관적이라고 생각합니다. 각각의 꼬인 그래 핀 장치의 특유성은 개별 실험실조차도 자체 결과를 동일하게 복제하는 것을 불가능하게 만들었습니다. 완벽한 레이아웃을 갖춘 ABC 트릴 층 그래 핀은 그 도전을 극복합니다.
Stanford University의 이론적 물리학자인 Steven Kivelson은“재료는 복잡하고 우리에게 거짓말을하는 방법이 있습니다. “이 발전에 대해 흥미 진진한 점은 모든 사람이 같은 대답을 얻을 수 있도록 재현 가능한 자료를 약속한다는 것입니다.
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ABC 그래 핀은 초전도체 및 다양한 유형의 자석이 될 수 있으므로 비틀기 나 다른 명백한 트릭이 없어도 훨씬 더 넓은 범위의 상당히 일반적인 재료가 간과 될 수 있음을 시사합니다. 이 물질적 다목적 성은“우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 유비쿼터스로 숨어있을 수 있습니다.”라고 Young은 말했습니다.
