1. Effetto di prossimità:
- Questo metodo prevede il deposito di uno strato sottile di materiale superconduttore, come niobio o alluminio, sopra il grafene. Quando i due materiali sono vicini, le proprietà superconduttrici del metallo possono indurre superconduttività nello strato di grafene.
2. Doping chimico:
- Il doping chimico comporta l'introduzione di atomi o molecole estranee nel reticolo del grafene, alterandone le proprietà elettroniche. Introducendo alcuni droganti, come potassio o calcio, l'accoppiamento elettrone-fonone può essere migliorato, portando alla superconduttività.
3. Ingegneria della deformazione:
- L'applicazione di sollecitazioni meccaniche al grafene può modificarne la struttura elettronica e migliorare l'accoppiamento elettrone-fonone. Ciò può essere ottenuto allungando o comprimendo il grafene utilizzando varie tecniche, come la piegatura del substrato o l’esfoliazione meccanica.
4. Ingegneria dei substrati:
- Posizionare il grafene su un substrato adatto può indurre superconduttività. Substrati come il nitruro di boro esagonale (h-BN) hanno una struttura reticolare che si allinea bene con quella del grafene, consentendo una migliore interazione elettrone-fonone e promuovendo la superconduttività.
5. Intercalazione:
- L'intercalazione del grafene con determinati materiali, come metalli alcalini o molecole organiche, può alterarne le proprietà elettroniche e indurre superconduttività. L’intercalazione prevede l’inserimento di specie tra gli strati di grafene, modificando le interazioni tra gli atomi di carbonio.
6. Grafene multistrato:
- L'impilamento di più strati di grafene può creare interazioni tra gli strati che migliorano la superconduttività. Controllando la sequenza di impilamento e gli angoli di rotazione dell'interstrato, è possibile indurre un comportamento superconduttore nei sistemi di grafene multistrato.
7. Superconduttività indotta dalla prossimità tramite gating elettrostatico:
- L'applicazione di un forte campo elettrostatico al grafene può indurre un effetto di prossimità anche senza contatto diretto con un superconduttore. Questo metodo prevede l’utilizzo di un elettrodo di gate per indurre uno stato superconduttivo nel grafene controllando la densità di carica.
8. Superconduttività nel grafene a doppio strato ritorto:
- È stato dimostrato che la torsione di due strati di grafene ad uno specifico "angolo magico" induce superconduttività nei sistemi a doppio strato di grafene. Questo fenomeno, noto come "twistronics", deriva dalle bande piatte formate nell'angolo magico, che migliorano le interazioni elettrone-elettrone.
Questi approcci hanno dimostrato risultati promettenti nell’indurre la superconduttività nel grafene. Tuttavia, il campo della superconduttività del grafene è ancora attivamente studiato e sono necessarie ulteriori indagini per ottenere un comportamento superconduttore stabile e controllabile nei materiali a base di grafene per applicazioni pratiche.
