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Graphen / Bornitrid-Superkristallmaterial zur willkürlichen Umwandlung von Supraleiter und Isolator

Jul 23, 2019

Am 17. Juli veröffentlichte das Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) eine Studie in Nature. Die Forscher verwendeten drei Schichten aus Graphen und hexagonalem Bornitrid (HBN), um ein Bauelement herzustellen, das nach Belieben vom Supraleiter zum Isolator wechseln kann.

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Normalerweise werden unterschiedliche Materialien benötigt, um Supraleitung und Isolation zu untersuchen. Es gibt jedoch eine Ausnahme: Mott-Isolator ist ein Leiter, der nach der herkömmlichen Bandtheorie klassifiziert werden sollte. Es ist ein Isolator bei sehr niedrigen Temperaturen (Mott, der Nobelpreisträger für Physik in Großbritannien, stellte 1949 die Vermutung auf, dass Isolatoren Elektrizität als Metall leiten können, bis 2005 die Vermutung von koreanischen Forschern weitergegeben wurde). Dies wird durch Anlegen eines Spannungsimpulses an das nicht elektrifizierbare "Mott-Isolator" -Material wie Vanadiumoxid nachgewiesen. Dieser Effekt wird auf die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Elektronen zurückgeführt, die in der konventionellen Energiebandtheorie nicht berücksichtigt wird.

Frühere Studien haben berichtet, dass die Eigenschaften von Mott-Isolatoren in einer dreischichtigen Graphenstruktur gefunden wurden. Andere Forschungsergebnisse zeigen, dass Graphen zur Erzielung von Supraleitung eine müde Übergitterstruktur bilden kann. Auf der Grundlage dieser beiden Ergebnisse schichteten die Forscher drei Schichten Graphen zwischen zwei Bornitridschichten, um eine sich wiederholende zyklische Struktur zu bilden, die als Moire-Übergitter bezeichnet wird. Das neue Material kann mit einem Kältegerät bis zu 40 mKW (oder minus 452 Grad Fahrenheit) gekühlt und mit unterschiedlicher Intensität des vertikalen elektrischen Hochspannungsfelds an das Gerät angelegt werden, wodurch der Übergang zwischen Hochtemperatursupraleitung und Isolierung (wo die Hochtemperatur liegt noch einige Baidu unter dem Gefrierpunkt).

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