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  • Studiare meglio la superconduttività nel grafene a strato singolo

    Questa visualizzazione mostra strati di grafene utilizzati per le membrane. Credito:Università di Manchester

    Composto da fogli 2-D di atomi di carbonio disposti in reticoli a nido d'ape, il grafene è stato oggetto di studi approfonditi negli ultimi anni. Oltre alle diverse proprietà strutturali del materiale, i fisici hanno prestato particolare attenzione alle intriganti dinamiche dei portatori di carica che le sue numerose varianti possono contenere. Le tecniche matematiche utilizzate per studiare questi processi fisici si sono finora rivelate utili, ma hanno avuto un successo limitato nello spiegare la "temperatura critica" della superconduttività del grafene, al di sotto della quale la sua resistenza elettrica scende a zero. In un nuovo studio pubblicato su The European Physical Journal B , Jacques Tempere e colleghi dell'Università di Anversa in Belgio dimostrano che una tecnica esistente è più adatta per sondare la superconduttività in ambienti puri, grafene a strato singolo di quanto si pensasse in precedenza.

    Le intuizioni del team potrebbero consentire ai fisici di comprendere meglio le proprietà ampiamente diverse del grafene; potenzialmente favorendo lo sviluppo di nuove tecnologie. Tipicamente, l'approccio utilizzato nello studio viene utilizzato per calcolare le temperature critiche nei superconduttori convenzionali. In questo caso, però, era più accurato delle tecniche attuali nello spiegare come le temperature critiche vengono soppresse con densità inferiori di portatori di carica, come si vede in puro, grafene monostrato. Inoltre, si è dimostrato più efficace nel modellare le condizioni che danno origine a coppie interagenti di elettroni denominate "Coppie Cooper, " che influenzano fortemente le proprietà elettriche del materiale.

    Il team di Tempere ha effettuato i calcoli utilizzando il "metodo della funzione dielettrica" ​​(DFM), che tiene conto del trasferimento di calore e massa all'interno dei materiali durante il calcolo delle temperature critiche. Dopo aver dimostrato i vantaggi della tecnica, ora suggeriscono che potrebbe rivelarsi utile per studi futuri volti a potenziare e sondare la superconduttività nel grafene a strato singolo e doppio. Poiché la ricerca sul grafene continua ad essere una delle più diverse, campi frenetici della fisica dei materiali, l'uso del DFM potrebbe consentire ai ricercatori di utilizzarlo meglio per applicazioni tecnologiche sempre più avanzate.


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