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Magnetische Supraleitung in Graphenstapeln
Das Stapeln von Graphenschichten erzeugt ein Material, das Elektrizität ohne Widerstand tragen kann und sich bei kalten Temperaturen wie ein Magnet verhalten kann.
Graphit besteht aus Schichten von Graphen-dicke, dicke, gitterähnliche Blätter von Kohlenstoffatomen-, die gestapelt sind und leicht unter Druck abblättern können, z. B. beim Schreiben auf Papier.Eine einzelne Graphitflocken kann Millionen von Graphenschichten halten, die normalerweise ausgerichtet sind, so dass jede andere Schicht übereinstimmt.Einige Regionen haben jedoch ein anderes Stapelmuster und bilden eine treppenähnliche Struktur.Forscher von MIT stellten fest, dass das Material, wenn vier oder fünf Graphenschichten auf diese „Rhomboedral“ -Stapel gestapelt sind, einzigartige elektronische Eigenschaften aufweist, die nicht in regulärem Graphit zu finden sind.
In ihrer Studie isolierte die Physiker Flocken von Rhomboedralgraphen aus Graphit und führten elektrische Tests durch.Sie stellten fest, dass das Material, wenn die Flocken auf 300 Millikelvine (ca. -273 Grad Celsius) abgekühlt sind, zum Superkonferenz wird, sodass der elektrische Strom ohne Widerstand fließen kann.
Sie fanden auch heraus, dass das Ändern eines externen Magnetfelds nach oben und unten die Flocken zwischen zwei supraleitenden Zuständen schalten konnte, ähnlich einem Magneten.Dies deutet darauf hin, dass der Superkonferenz einen internen Magnetismus hat.Dieser Umschalter ist nicht in anderen Supraleitern vorhanden.
Die Forscher testeten, wie dieser neue supraleitende Zustand auf ein externes Magnetfeld reagiert.Sie galten ein Magnetfeld und eine Spannung auf das Material und messen den resultierenden elektrischen Strom.Als sie das Magnetfeld von negativ zu positiver Polarität und Rückseite variierten, beobachteten sie, dass das Material in seiner supraleitenden, Nullwiderstandszustand, mit Ausnahme von zwei Punkten-eine an jeder magnetischen Polarität-eine-eine.An diesen Punkten nahm der Widerstand kurz zu, bevor er auf Null zurückfiel, und das Material kehrte in seinen supraleitenden Zustand zurück.
Die Forscher sahen das gleiche ungewöhnliche Verhalten in sechs Stichproben und glauben, dass dies auf das besondere Stapeln von Rhomboedral -Graphen zurückzuführen ist.Bei sehr kalten Temperaturen verlangsamen sich die Elektronen und beginnen zu interagieren.Diese Wechselwirkungen machen die Elektronen und bewegen sich ohne Widerstand - dies ist eine Superkonditionivität.
In diesem Material bewegen sich die Elektronen alle in die gleiche Richtung oder "Tal". Wenn sie sich also kombinieren, storniert ihre Bewegung nicht.Dies erzeugt supraleitende Paare mit Spin, die zusammen einen eingebauten Magnetismus erzeugen können.