Völlig neues Spektrum von supraleitenden Geräten
1994 entwickelten Forscher in Japan einen Triplettsupraleiter, der eine p-Wellensymmetrie unter Verwendung eines Materials haben kann, das Strontiumruthenat (SRO) genannt wird. Die P-Wellen-Symmetrie von SRO wurde noch nie vollständig bestätigt, teilweise behindert durch die Tatsache, dass SRO ein sperriges Kristall ist, das schwierig in die Art von Vorrichtungen eingebracht werden kann, die notwendig sind, um theoretische Vorhersagen nachzuprüfen.
„Wenn p-Wave-Supraleitung tatsächlich in Graphen ausgelöst wird, könnte Graphen als Gerüst für die Schaffung und Erforschung eines völlig neuen Spektrums von supraleitenden Geräten für grundlegende und angewandte Forschungsgebiete verwendet werden“, sagte Robinson. „Solche Experimente führen notwendigerweise zu neuer Wissenschaft durch ein besseres Verständnis der p-Wellen-Supraleitfähigkeit und wie sie sich in verschiedenen Geräten und Einstellungen verhält.“
Die Studie hat noch weitere Implikationen. Zum Beispiel legt sie nahe, dass Graphen verwendet werden könnte, um eine transistorartige Vorrichtung in einem supraleitenden Schaltkreis herzustellen, und dass seine Supraleitfähigkeit in die molekulare Elektronik integriert werden könnte – bis hin zum Quanten-Computing. „Aufgrund der Vielfalt der chemischen Moleküle, die auf der Oberfläche von Graphen ansiedeln können, kann diese Forschung zur Entwicklung molekularer elektronischer Geräte mit neuartigen Funktionalitäten führen, die auf supraleitendem Graphen basieren“, so Di Bernardo.
[note Übersetzung des Abstracts aus nature communications: „Das Pairing von Elektronen folgt in der überwiegenden Mehrheit der Supraleiter der Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie der Supraleitung, welche die Kondensation von Elektronen zu Paaren mit antiparallelen Spins im Singulett-Zustand mit s-Wellen-Symmetrie beschreibt. Eine unkonventionelle Supraleitung wurde in einschichtigem Graphen (SLG) vorhergesagt, wobei die Elektronen in Abhängigkeit von der Position der Fermi-Energie bezüglich des Dirac-Punktes mit einer p-Welle oder einer chiralen d-Wellen-Symmetrie paaren. Durch die Platzierung von SLG auf einem elektronen-dotierten (nicht chiralen) d-Wellen-Supraleiter und der Durchführung lokaler Rastertunnelmikroskopie und Spektroskopie zeigen wir hier einen Beweis für eine p-wellengesteuerte supraleitende Dichte von Zuständen in SLG. Die Realisierung von unkonventioneller Supraleitung in SLG bietet einen spannenden neuen Weg für die Entwicklung der p-Wellen-Supraleitung mittels zweidimensionaler Materialien mit Übergangstemperaturen über 4,2 K.]
->Quellen:
- A. Di Bernardo, O. Millo, M. Barbone, H. Alpern, Y. Kalcheim, U. Sassi, A. K. Ott, D. De Fazio, D. Yoon, M. Amado, A. C. Ferrari, J. Linder & J. W. A. Robinson: p-wave triggered superconductivity in single-layer graphene on an electron-doped oxide superconductor – in: Nature Communications 8, Article number: 14024 (2017) – doi:10.1038/ncomms14024
- sciencealert.com/graphene-s-superconductive-power-has-finally-been-unlocked-and-it-s-crazier-than-we-expected
- phys.org/graphene-superconductivity-awakens
- sciencedaily.com/170119084619
- trendsderzukunft.de/forscher-entwickeln-supraleitendes-graphen