Grafene può essere superconduttore e isolante allo stesso tempo

Credito immagine: MIT and Harvard University

Il grafene non finisce di stupire e non passa giorno che non venga pubblicata una ricerca riguardante la scoperta di un’altra sua proprietà. Questa volta l’annuncio è arrivato da un gruppo di fisici del MIT e dell’Università di Harvard: il grafene può comportarsi come un isolante bloccando completamente il flusso degli elettroni e contemporaneamente anche come un superconduttore facendo passare praticamente senza resistenza la corrente elettrica.

Già in passato i fisici avevano scoperto che per passare da uno stato all’altro “basta” sintonizzare il grafene ponendolo in contatto con altri metalli superconduttori. In questo modo il grafene “eredita” alcuni comportamenti dei superconduttori stessi.
Stavolta gli scienziati hanno reso il grafene un materiale superconduttore senza eseguire il passaggio di “contatto”, dimostrando che la superconduttività può essere considerata come una qualità intrinseca del grafene stesso.

Per arrivare allo scopo, hanno creato una sorta di “super lattice” con due fogli di grafene uno sopra l’altro ma non impilati in maniera precisa bensì con i fogli leggermente ruotati. I fisici hanno notato che ruotando questi fogli in una sorta di “angolo magico”, ossia a 1,1°, il modello a nido d’ape esagonale veniva leggermente sfalsato. Ciò creava strane interazioni tra gli elettroni nei fogli stessi di grafene che mostravano comportamenti non conduttivi.

Aggiungendo però piccole quantità di elettroni, gli stessi fogli permettevano agli elettroni di staccarsi e di fruire senza resistenza, un comportamento da superconduttore. Questo significa che potrebbe essere possibile costruire un transistor di solo grafene in cui la conduttività potrebbe essere attivata o disattivata a piacimento passando da uno stato superconduttivo all’isolamento. Secondo Pablo Jarillo-Herrero, professore del Mit e uno degli autori dello studio, si tratta di una qualità che potrebbe risultare molto utile nel comparto dei computer quantistici.

Fonti e approfondimenti



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