Grafen lavet superledende ved doping med lithiumatomer

(Phys.org) – Et team af forskere fra Tyskland og Canada har fundet en måde at gøre grafen superledende – ved at dope det med lithiumatomer. I deres papir har de uploadet til preprint-serveren arXiv , holdet beskriver den proces, de brugte, og de resultater, de opnåede, da de testede den.

Nu, næsten alle i det videnskabelige samfund er opmærksomme på grafen, det enkelte kulstofatomlag af materiale, der bliver undersøgt for at finde ud af, hvordan det kan masseproduceres og forbindes med andre enheder for at drage fordel af dets overlegne elektriske egenskaber. Nogle har også undersøgt, om materialet kunne laves om til en superleder - tidligere forskning for et årti siden viste, at grafit kunne gøres superledende ved at belægge det med andre materialer. Siden den gang, søgningen har været i gang for at finde den helt rigtige belægning til grafen. Tre år siden, en gruppe i Italien skabte en model, der foreslog, at lithium kunne være det rigtige valg, nu, baseret på arbejdet udført af dette seneste team, det ser ud til, at de kan have haft ret.

I denne indsats, forskerne dyrkede først prøver af grafen på et siliciumcarbidsubstrat - disse prøver blev derefter placeret i et vakuum og afkølet til 8K og blev derefter "dekoreret" meget præcist med et lag af lithiumatomer. For at overbevise sig selv om, at resultatet var superledende, holdet testede materialet med vinkelopløst fotoemissionsspektroskopi - ved at gøre det afslørede det, at elektroner sendt gennem materialet blev langsommere, som de foreslår var resultatet af elektron-fonon-kobling (skabelsen af ​​Cooper-par) - et af kendetegnene for en superleder. Holdet identificerede også et energigab mellem de elektroner, der var ledende, og dem, der ikke var, energi, der ville være nødvendig for at bremse elektron-fonon-kobling.

Yderligere test vil skulle udføres for at finde ud af, om det er muligt at påvise et fuldstændigt tab af elektrisk modstand og udvisning af et eksternt magnetfelt, test, der kan bevise, at materialet er en ægte superleder.

I relaterede nyheder, en anden gruppe, der arbejder på Sungkyunkwan University i Sydkorea, har også arbejdet med at belægge grafen med lithium og i deres papir også uploadet til arXiv , de hævder, at de har observeret superledning i prøver af lag af grafen dopet med lithium.

© 2015 Phys.org