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Dreischichtiges Graphen verbessert die Supraleitfähigkeit bei Raumtemperatur

12.02.2021

Harvard-Wissenschaftler berichteten, dass sie drei Graphenblätter erfolgreich gestapelt und dann jede von ihnen in den gewünschten Winkel gedreht haben. Dieses verbesserte System ermöglicht es, bereits bei 3 K (-270 °C) einen noch höheren Temperatur-Supraleitungseffekt im Vergleich zu zwei Schichten zu erzielen. Es ist auch empfindlicher gegenüber einem von außen angelegten elektrischen Feld, wodurch Sie den Leitungsgrad einstellen können.

Das wichtigste Ergebnis, das es ermöglichte, über die Aussichten für die Erzielung von Supraleitung bei Raumtemperatur zu sprechen, war jedoch die Erzeugung einer stabileren starken Wechselwirkung von Elektronen in Graphen unter Einwirkung eines externen Feldes.

In den meisten gewöhnlichen Leitern bewegen sich Elektronen mit hoher Geschwindigkeit, kollidieren manchmal und beeinflussen sich so gegenseitig. Beim Einsetzen der Supraleitung bilden sie die sog. Cooper-Paare, wodurch Energieverluste beim Durchgang durch das Kristallgitter vermieden werden. In diesem Fall werden ihre Wechselwirkungseffekte als schwach bezeichnet.

Bei starker Wechselwirkung bilden Elektronen im gesamten Leiter unter dem Einfluss eines äußeren Feldes kollektive Quasiteilchen. Nächste Analogie: ein Raum voller Menschen; Eine Person setzt sich in Bewegung, und alle eilen ihm nach.

Indem auf solche korrelierten Zustände mit einem externen Feld eingewirkt wird, kann das System vom Isolationsmodus in den Supraleitungsmodus "umgeschaltet" werden. Und die Gewährleistung der Stabilität solcher Quasiteilchen unter Einwirkung eines äußeren Feldes eröffnet nur die Möglichkeit, Quantenprozessoren zu schaffen und Supraleitung bereits bei wirklich Raumtemperatur zu erreichen.

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