Группа ученых из Университета Британской Колумбии (Канада) совместно с коллегами из Института Макса Планка (Германия) обнаружила сверхпроводимость в покрытом литием монослое графена. Температура, при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние, составила 5,9 кельвин.
Образцы графена выращивали на подложке гексагонального карбида кремния, на который в вакууме осаждали атомы лития. Полученный образец исследовали методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (позволяет изучить энергию зон проводимости в материале), который показал “замедление” электронов по мере движения по поверхности образца. По словам авторов, это свидетельствует о наличии электрон-фононного взаимодействия, приводящего к образованию Куперовских пар электронов, ответственных за сверхпроводимость. Температура перехода в сверхпроводящее состояние покрытого литием монослоя графита составила 5,9 кельвин.
В дальнейшем команда планирует подтвердить результаты путем прямого измерения потери электрического сопротивления, а также проверкой эффекта Мейснера (вытеснение магнитного поля из объема сверхпроводника).
Практически одновременно с этой работой двум другим группам ученых удалось обнаружить сверхпроводимость графена. В частности, группа ученых из университета Согюнван в Южной Корее обнаружила эффект сверхпроводимости в нескольких связанных графеновых слоев, допированных литием. Измеренная по наблюдению эффекта Мейснера температура перехода составила 7,4 кельвин. А вот группе из Университета Манчестера, в которую входит нобелевский лауреат Андрей Гейм, удалось обнаружить сверхпроводимость в графене, допированном кальцием (при температуре перехода 6 кельвин).
Графен представляет собой двумерную плоскую сетку, состоящую из атомов углерода. Он обладает высокой механической прочностью (на разрыв в 200 раз прочнее стали), а также рекордно высокими теплопроводностью и подвижностью носителей заряда, что делает его перспективным материалом для создания наноэлектроники. Экспериментальное подтверждение сверхпроводимости графена открывает новые перспективы использования наноразмерных квантовых устройств.
Ранее ученым удалось создать материал, который получает свойства сверхпроводника уже при температурах, которые можно найти в наиболее холодных районах Арктики.