Bedre at studere superledningsevne i enkeltlags grafen

Består af 2D-plader af kulstofatomer arrangeret i honeycomb-gitre, grafen er blevet intensivt undersøgt i de senere år. Ud over materialets forskellige strukturelle egenskaber, fysikere har været særligt opmærksomme på den spændende dynamik i de ladningsbærere, dens mange varianter kan indeholde. De matematiske teknikker, der bruges til at studere disse fysiske processer, har vist sig nyttige indtil videre, men de har haft begrænset succes med at forklare grafens 'kritiske temperatur' for superledning, under hvilken dens elektriske modstand falder til nul. I en ny undersøgelse offentliggjort i European Physical Journal B , Jacques Tempere og kolleger ved universitetet i Antwerpen i Belgien demonstrerer, at en eksisterende teknik er bedre egnet til at sondere superledning i ren, enkeltlags grafen end hidtil antaget.

Holdets indsigt kunne gøre det muligt for fysikere at forstå mere om grafens vidt forskellige egenskaber; potentielt bidrage til udviklingen af ​​nye teknologier. Typisk, den tilgang, de brugte i undersøgelsen, bruges til at beregne kritiske temperaturer i konventionelle superledere. I dette tilfælde, imidlertid, det var mere nøjagtigt end nuværende teknikker til at forklare, hvordan kritiske temperaturer undertrykkes med lavere tætheder af ladningsbærere, set i det rene, enkeltlags grafen. Ud over, det viste sig mere effektivt til at modellere de forhold, der giver anledning til interagerende elektronpar kaldet "Cooper-par, ", som i høj grad påvirker materialets elektriske egenskaber.

Temperes team lavede deres beregninger ved hjælp af 'dielektrisk funktionsmetode' (DFM), som står for overførslen af ​​varme og masse i materialer ved beregning af kritiske temperaturer. Efter at have demonstreret fordelene ved teknikken, de foreslår nu, at det kan vise sig nyttigt for fremtidige undersøgelser, der sigter mod at booste og undersøge for superledningsevne i enkelt- og dobbeltlagsgrafen. Da grafenforskning fortsat er en af ​​de mest forskelligartede, hurtige felter inden for materialefysik, brugen af ​​DFM kunne bedre ruste forskerne til at bruge det til stadig mere avancerede teknologiske anvendelser.