Ученые из Канады и Европы опубликовали результаты исследования, показывающие, что «украсив» образец графена литием, можно изменить поведение проходящих электронов и превратить материал в сверхпроводник. Это свойство, впервые предсказанное суперкомпьютером, было подтверждено с помощью физического эксперимента. Это прорыв, который может предвещать новую эру графеновой электроники, хотя до неё еще нужно пройти долгий путь.
Графен имеет очень низкое электрическое сопротивление, но по сравнению с настоящими сверхпроводниками экранированный провод из графена будет казаться куском дерева. Сверхпроводники это сложные материалы, которые проводят 100% запущенного в них электричества.
В 2012 году исследователи использовали компьютерные модели, чтобы предсказать, что графен может достичь сверхпроводящего состояние, если он покрыт атомами лития. Эти атомы меняют общее распределение электронов, создавая фононы (не фотоны). Как считается, эти фононы связывают электроны в так называемые куперовские пары, которые движутся по сверхпроводникам без потери энергии на сопротивление.
Но для этого все еще требуются очень низкие температуры. Процесс «украшения», в котором атомы лития прикрепляются к графену приходит при -265.15 ° С. Температура, требуемая для перехода графена в сверхпроводящее состояние, еще ниже: -267.25 ° С.
Это означает, что пока что графен не решит наши технологические проблемы. Большинство созданных учеными сверхпроводников требуют для криогенных температур, поэтому принципиально графен ничем не отличается от них.
Тем не менее, некоторые ученые считают, что углерод, и, в частности углерод в виде графена, может стать относительно высокотемпературным сверхпроводником. Дальнейшие исследования будут заключаться в модификации движения электронов так, чтобы они могли двигаться без сопротивления в более энергичных (горячих) атомных решетках.
Интересным аспектом этого исследования является тот факт, что сверхпроводящие свойства были предсказаны с помощью компьютерной модели. Благодаря своей простой форме графен является хорошим и относительно простым образцом для исследований этих вопросов. Если с помощью тестов на графене ученые смогут сделать атомные моделирования более точными, то эти программы смогут совершать более сложные расчеты и подбирать наборы молекул с еще более впечатляющими характеристиками.
