Выключатель сверхпроводимости: физики разгадали тайну «магического» графена

Физики из Национального института графена при Манчестерском университете вместе с коллегами приблизились к разгадке природы сверхпроводимости. Повернув два слоя графена на «магический» угол около 1,1 градуса относительно друг друга, ученые создали структуру, способную проводить ток без малейшего сопротивления. Долгое время оставалось спорным, что именно заставляет электроны объединяться в пары: колебания атомной решетки (фононы) или непосредственное межэлектронное взаимодействие.

Чтобы проверить это, авторы сконструировали установку из двух скрученных бислоев графена, разделенных зазором менее одного нанометра — вплоть до 0,3 нм. Соседний слой выступил настраиваемым экраном: повышая в нем плотность носителей заряда, ученые целенаправленно ослабляли кулоновское отталкивание электронов в исследуемом образце.

В результате экранирования критическая температура упала более чем на порядок, а сверхпроводимость исчезла полностью. Если бы эффект объяснялся классическими колебаниями решетки, экранирование не повлияло бы на него столь разрушительно. Опыт показал, что в основе явления лежат сильные электрон-электронные взаимодействия, что приближает физиков к пониманию нетрадиционной сверхпроводимости.