Сверхпроводимость может проявляться в виде «двойного купола»: при изменении плотности электронов материал становится сверхпроводящим, затем теряет это свойство, и снова обретает его. Это сложное явление теперь можно контролировать в трёхслойном графене.
Исследователи из EPFL использовали структуру MATTG — три слоя графена, где средний слой скручен на «магический» угол 1,55°. Это создало высоконастраиваемую систему. Поместив структуру между изоляторами и добавив электроды, учёные смогли с помощью электрического поля точно регулировать плотность электронов и их поведение.
Эксперименты при температурах близких к абсолютному нулю показали, что сверхпроводимость возникает не в одной широкой области, а в двух отдельных «куполах». Каждый купол имел уникальные свойства: один демонстрировал резкий переход и «память» о воздействии электрического тока, а другой — более плавный переход без памяти.
Теоретическая модель объяснила это тем, что разные типы спаривания электронов преобладают в разных диапазонах плотности. Работа впервые позволила напрямую управлять двухкупольной сверхпроводимостью электрическим полем, открывая новые пути для создания квантовых устройств и изучения нетрадиционной сверхпроводимости.
Сверхпроводящая фаза в скрученном трёхслойном графене (T = 100 мК). Источник: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03040-2
Дополнительная информация: Zekang Zhou et al, Gate-tunable double-dome superconductivity in twisted trilayer graphene, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03040-2
Источник: https://phys.org/news/2025-10-graphene-reveals-dome-superconductivity-electric.html