Физики Массачусетского технологического института (MIT) представили самое убедительное на сегодня свидетельство нетрадиционной сверхпроводимости в структуре под названием «magic-angle twisted tri-layer graphene» (MATTG) — трёхслойном графене, в котором атомно тонкие слои повернуты друг относительно друга на точно заданный «магический» угол.
Сверхпроводники проводят ток без сопротивления и потерь энергии, но известные практические материалы требуют сверхнизких температур и сложного охлаждения. В MATTG учёные увидели чёткий признак иного механизма: особый вид энергетического зазора, связанного с образованием пар электронов в сверхпроводящем состоянии. Этот «сверхпроводящий зазор» описывает, насколько прочно связаны электроны, и меняется с температурой и магнитным полем. Именно его форма позволяет судить о природе сверхпроводимости.
Команда MIT разработала экспериментальную платформу, которая объединяет туннельную спектроскопию и измерения электрического транспорта — регистрацию сопротивления и прохождения тока через образец. Туннельная спектроскопия использует квантовый эффект туннелирования: электроны ведут себя как частицы и волны и могут «просачиваться» через потенциальные барьеры. По тому, как легко они это делают, можно судить об их энергетическом состоянии и прочности связей. В новом устройстве учёные одновременно фиксировали исчезновение электрического сопротивления (признак сверхпроводимости) и появление соответствующего зазора в спектре.