¿Cuál es el mecanismo superconductor de los materiales de intercalación de grafeno?

Un estudio realizado por el Laboratorio Nacional de Aceleradores Lineales (SLAC) del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Universidad de Stanford reveló por primera vez el mecanismo superconductor de los compuestos de intercalación de grafeno y encontró un proceso potencial que haría del grafeno una aplicación prometedora. El rey de los materiales "obtiene las propiedades superconductoras con las que la gente siempre ha soñado. Esta investigación ayudará a promover la aplicación del grafeno en la superconductividad y desarrollará transistores de alta velocidad, nanosensores y dispositivos de computación cuántica. Los artículos relacionados se publicaron el 20 de marzo". edición de Nature News.

El grafeno es una estructura de átomo de carbono de una sola capa dispuesta en forma de panal. Es el material más delgado y resistente que se conoce en la actualidad y tiene excelentes propiedades físicas y químicas. Los científicos esperan utilizar el grafeno para fabricar transistores de alta velocidad, sensores e incluso electrodos transparentes. Anteriormente, se sabía que los materiales de intercalación de grafeno dopados con átomos metálicos tienen propiedades superconductoras bidimensionales. Pero los científicos no han podido determinar si la superconductividad se deriva de metales, grafeno o ambos. Por primera vez, el nuevo estudio demuestra que el grafeno juega un papel clave a través de evidencia convincente. Allanó el camino para la aplicación de materiales relacionados en el campo de los dispositivos electrónicos a nanoescala.

La red de la organización de físicos informó el 21 de marzo que los investigadores llegaron a la conclusión al estudiar el material llamado grafeno intercalado con calcio (CaC6) con una fuerte luz ultravioleta. CaC6 es un compuesto de intercalación de grafeno obtenido por reacción química entre cristal de calcio puro y grafito. Está compuesto por una sola capa de grafeno átomo de carbono y una sola capa de calcio atómico.

Los investigadores analizaron una muestra de CaC6 del University College London (UCL) en el Stanford Synchrotron Radiation Source Laboratory (SSRL). La luz ultravioleta de alta intensidad les ayuda a penetrar profundamente en el material para ver cómo se mueven los electrones en cada capa. Los experimentos han demostrado que los electrones se dispersan de un lado a otro entre las capas de grafeno y átomos de calcio, y oscilan naturalmente y se emparejan con la estructura atómica del material, obteniendo así resistencia eléctrica sin resistencia.

Yang Shuolong, un estudiante graduado del Instituto de Ciencia de Materiales y Energía de Stanford (SIMES) que dirigió la investigación, dijo: "Nuestro trabajo ha abierto un camino para que el grafeno logre la superconductividad. Este es un sueño a largo plazo de la comunidad científica que no se ha realizado. El objetivo del mecanismo superconductor de los materiales de intercalación de grafeno se reveló por primera vez mediante fuentes de radiación de sincrotrón ".

Dijo que aunque la aplicación del grafeno superconductor es difícil de lograr a corto plazo, su valor de aplicación potencial es ilimitado, y se esperan muchos dispositivos, incluidos transistores analógicos de frecuencia ultra alta, nanosensores y dispositivos electrónicos, y computadoras cuánticas. Conviértete en realidad.

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