Ученые из Центра науки о возникающей материи RIKEN (CEMS) нашли новый способ управления сверхпроводимостью, скручивая атомарно тонкие слои. Изменяя угол поворота слоев, они смогли точно настроить «сверхпроводящую щель», которая влияет на поведение материалов. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Physics, имеет важное значение для разработки более энергоэффективных технологий и квантовых вычислений.
Сверхпроводящая щель — это энергетический порог для разрыва куперовских пар, обеспечивающих сверхпроводимость. Увеличение щели позволяет сохранять сверхпроводимость при более высоких температурах, что важно для оптимизации квантовых устройств. Исследователи работали с диселенидом ниобия на графеновой подложке, используя современные методы визуализации и изготовления для точной настройки угла скручивания.
Одним из удивительных открытий стало появление в сверхпроводящей щели модуляции, напоминающей цветок, которая не совпадает с кристаллографическими осями ни одного из материалов. Это подчеркивает уникальную роль скручивания в формировании сверхпроводящих свойств.
Тецуо Ханагури из CEMS добавил: «В краткосрочной перспективе наше исследование углубляет понимание сверхпроводящих систем и межслойных взаимодействий, продвигая проектирование сверхпроводников с заданными свойствами. В долгосрочной перспективе это закладывает основу для развития энергоэффективных технологий, квантовых вычислений и не только».
«Следующие шаги включают в себя изучение того, могут ли магнитные слои быть интегрированы в структуру для обеспечения селективности как спина, так и импульса. Эти достижения могут открыть новые возможности для исследований и проложить путь к разработке инновационных материалов и устройств».
Источник: CC0 Общественное достояние
Дополнительная информация: Masahiro Naritsuka et al, Superconductivity controlled by twist angle in monolayer NbSe2 on graphene, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02828-6
Источник: A simple way to control superconductivity: Twisting atomically thin layers fine-tunes properties