Группа ученых из Университета Британской Колумбии (Канада) совместно с коллегами из Института Макса Планка (Германия)обнаружила сверхпроводимость в покрытом литием монослое графена. Температура перехода в сверхпроводящее состояние у материала составила 5,9 кельвин. Препринт работы появился в архиве Корнельского университета, кратко о нем можно прочитать в пресс-релизе Университета Британской Колумбии.
Образцы графена выращивали на подложке гексагонального карбида кремния(6H-SiC), 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, независимая группа ученых из Университет Сонгюнгванв Южной Корее обнаружила эффект сверхпроводимости нескольких связанных графеновых слоев, также допированных литием. Измеренная по наблюдению эффекта Мейснера температура перехода составила 7,4 кельвин.
Следом за этой статьей с разницей в один день свои результаты опубликовала группа из Университета Манчестера, в которую входит нобелевский лауреат Андрей Гейм. На этот раз переход в сверхпроводящее состояние был обнаружен в графене, допированном кальцием (при температуре перехода 6 кельвин).
Возможность превращения графена в сверхпроводящий материал при допировании литием удалосьпредсказать теоретически в 2012 году. Это было сделано группой ученых из итальянского Университета Аквилы с помощью компьютерного моделирования. При этом в допированном графите (который, в отличие от графена,является объемным материалом)сверхпроводимость была экспериментально обнаружена еще в 2005 году.
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.
