
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 Сонгюнгван
в 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 удалось
предсказать 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.
