Grafen jest powszechnie wykorzystywany między innymi w produkcji rakiet tenisowych, opon samochodowych i skrzydeł samolotów. I choć stworzono go mniej więcej dwadzieścia lat temu, to nadal skrywa wiele tajemnic, które naukowcy starają się wyjaśnić.
Czytaj też: Fizycy opracowali nowy sposób pomiaru upływu czasu. Kwantowy zegar przyda się do budowy komputerów
Na szczególną uwagę zasługują dwuwarstwowe kryształy grafenu, w których dwie warstwy atomowe są delikatnie obrócone względem siebie. Klaus Ensslin i Thomas Ihn wykazali przed rokiem, że skręcony grafen może być wykorzystany do tunelowania Josephsona, przydatnego w kontekście urządzeń nadprzewodzących. W oparciu o te dokonania naukowcy byli w stanie wydłużyć listę potencjalnych zastosowań grafenu. Materiał ten może być wykorzystany do budowy tranzystorów jednoelektronowych, wnosząc do tematu nadprzewodnictwo.
O grafenie pisano już w połowie ubiegłego wieku
Co więcej, zachowanie grafenu może być kontrolowane w sposób ukierunkowany. W zależności od napięcia, materiał może pełnić rolę izolatora, przewodnika, bądź nadprzewodnika. Dwa podstawowe elementy budowy półprzewodnika i nadprzewodnika można teraz połączyć w jednym materiale, dzięki czemu możliwe powinno być tworzenie nowatorskich operacji. Zazwyczaj elementy te wykonuje się z różnych materiałów wymagających odmiennego podejścia.
Czytaj też: Powstał pierwszy w historii akcelerometr kwantowy 3D. Jego twórcy wiedzą, jak go wykorzystać
Badając nadprzewodnictwo w grafenie naukowcy muszą najpierw ustawić arkusze grafenu pod odpowiednim kątem względem siebie. Następnie łączą elektrody i wycinają otwory. Podgrzanie grafenu może natomiast sprawić, że dwie warstwy ponownie ustawią się w linii, a wspomniany kąt zniknie. Jak wyjaśnia Elías Portolés, cała standardowa technologia półprzewodnikowa musi zostać ponownie dostosowana, co sprawia, że jest to niezwykle wymagające zadanie.
