Обнаружено ключевое доказательство нетрадиционной сверхпроводимости в графене с магическим углом
Физики Массачусетского технологического института сообщают о наблюдении нового ключевого доказательства нетрадиционной сверхпроводимости в скрученном под «магическим углом» трехслойном графене (MATTG) — материале, который изготавливается путем укладки трех атомарно тонких листов графена под определенным углом, или скручиванием, что приводит к экзотическим свойствам. Учёным удалось измерить сверхпроводящую щель MATTG — степень устойчивости сверхпроводящего состояния материала при заданных температурах.

Рис. Физики используют новую платформу для измерения сверхпроводящей щели графена, скрученного под магическим углом. Метод заключается в «туннелировании» электронов между двумя слоями трёхслойного графена, скрученного под магическим углом (жёлтым цветом), с одновременным измерением сверхпроводящего состояния материала. Эксперименты группы впервые чётко демонстрируют, что MATTG является необычным сверхпроводником. Фото: Пабло Харильо-Эрреро и др.
Было обнаружено, что сверхпроводящая щель MATTG выглядит совсем иначе, чем у типичного сверхпроводника — значит, что механизм, посредством которого материал становится сверхпроводящим, также должен быть иным и нетрадиционным. Сама сверхпроводящую щель была измерена с помощью туннельной спектроскопии, которая сама по себе не всегда может определить, находится ли материал в сверхпроводящем состоянии. Поэтому учёные разработали экспериментальную платформу, которая объединяет электронное туннелирование с электрическим переносом — метод, который используется для измерения сверхпроводимости материала путем пропускания тока и непрерывного измерения его электрического сопротивления (нулевое сопротивление свидетельствует о том, что материал находится в сверхпроводящем состоянии).
В ходе экспериментов было показано, что щель менялась под воздействием температуры и магнитного поля. Примечательно, что она имела чёткий V-образный профиль, который явно отличался от плоской и однородной формы обычных сверхпроводников. Эта V-образная форма отражает некий необычный механизм, посредством которого электроны в MATTG образуют пары, достигающие состояния сверхпроводимости. Что именно это за механизм, пока неизвестно. Но тот факт, что форма сверхпроводящей щели в MATTG отличается от формы щели в типичном сверхпроводнике, служит ключевым доказательством того, что этот материал является необычным сверхпроводником.