wyjątkowość grafenu, grafen

Kolejna wyjątkowość grafenu ujawniona, czyli jednoczesna nadprzewodność i izolacja

Grafen to jeden z tych materiałów, które nie przestają zachwycać, a przez swoje właściwości stają się coraz to bardziej obiecujące w myśl rewolucjonizowania rynku. Dziś możemy poznać kolejną wyjątkowość grafenu, której nawet się nie domyślano.

Patrząc na ten materiał widzimy z jednej strony po prostu atomy węgla ułożone w specjalnej sieci, ale z drugiej ten prosty skład i układ sprawia, że grafen jest doskonałym przewodnikiem prądu i ciepła przy wysokiej wytrzymałości i elastyczności. Jest to więc taki „krzem do potęgi”, choć jego wykorzystanie na masową skalę w elektronice jest jeszcze dla nas odległe. Tego typu odkrycia są jednak małymi kroczkami do układowej rewolucji, jaką może nam zapewnić właśnie grafen.

Dwa w jednym i to jednocześnie, czyli kolejna wyjątkowość grafenu

Za kolejne odkrycie musimy podziękować inżynierom z ETH Zurich, czyli Politechniki Fedelarnej, którzy to sprawili, że te same układy z grafenu jednocześnie pełniły funkcję izolatora, jak i nadprzewodnika, choć ich struktura była oddalona od siebie o zaledwie nanometry.

Jest to tym samym swoista kontynuacja odkrycia MIT z 2018 roku, kiedy to naukowcy wykazali, że po ułożeniu w stos dwóch warstw grafenu, a następnie skręceniu ich z dokładnością do 1,06 stopnia pod kątem odchylenia, materiał stał się izolacyjny. Przynajmniej aż do momentu podania mu napięcia, które te sprawiało, że z miejsca stawał się nadprzewodzący. Dodatkowo odkryto wtedy, że ten sam materiał wykazuje wcześniej niezaobserwowaną formę magnetyzmu.

Naukowcy z ETH Zurich poszli więc o krok dalej, a wykorzystali do tego różne napięcia przykładane do różnych obszarów, co doprowadziło ich do stworzenia tak zwanego tunelowania Josephsona. Jak czytamy na Wikipedii (nie każdy musi być przecież praktykującym fizykiem): „efekt ten polega na tunelowaniu par Coopera między dwoma nadprzewodnikami na granicy nadprzewodnik-izolator-nadprzewodnik lub nadprzewodnik-obszar normalny-nadprzewodnik„.

Zwykle jednak to tunelowanie Josephsona osiąga się przy użyciu różnych materiałów, a nie zaledwie jednego. Co jeszcze ważniejsze, jako że przez ten izolator przeskakuje niewielka ilość prądu za sprawą tunelowania kwantowego, zespół teraz ma w planach stworzenie bardziej zaawansowanego komponentu o nazwie SQUID, czyli jednego z najczulszych urządzeń służących do pomiaru natężenia pola magnetycznego. Składa się ono z dwóch połączonych ze sobą układów w kształcie pierścienia.