Un Material Superconductor de Grafeno de Dos Capas

Por: Dr. Olivier Alirol, Físico investigador de Resonance Science Foundation

Los científicos han descubierto que dos capas de grafeno pueden conducir electrones mostrando superconductividad si las dos redes hexagonales se retuercen una contra otra en un ángulo de 1,1 grados. Este hallazgo podría conducir a los superconductores de temperatura ambiente, un material hipotético que muestra superconductividad a temperaturas superiores a 0 °C (273,15 K). La mayoría de los superconductores sólo funcionan a temperaturas cercanas al cero absoluto. Incluso los superconductores de "alta temperatura" funcionan en la realidad a -140 ºC. Un material que mostrara esta propiedad a temperatura ambiente -sin necesidad de una costosa refrigeración- podría revolucionar la transmisión de energía, los escáneres médicos y el transporte.

El aumento de la temperatura a la que se produce la superconductividad podría tener fenomenales aplicaciones tecnológicas

Una corriente que pueda fluir eternamente sin perder energía significa la transmisión de energía sin apenas pérdidas en los cables. Cuando las fuentes de energía renovables empiecen a dominar la red y la transmisión de alta tensión a través de los continentes sea importante para superar la intermitencia, los cables sin pérdidas supondrán un ahorro sustancial.

Tras un primer descubrimiento en abril de 2018, en el que se mostraba la superconductividad en un sistema de dos capas de grafeno en condiciones muy específicas, los físicos informan ahora de sus conclusiones para entender el mecanismo más allá de esta conperconductividad. El grafeno bicapa (BLG) ha sido, junto con materiales bidimensionales (2D) relacionados, ampliamente estudiado tanto por mediciones de transporte como de fotoemisión. Se trata de un material con una brecha energética que se abre en cuanto se impone una asimetría en las dos capas de grafeno.

El equipo del Helmholtz-Zentrum de Alemania explicó el mecanismo de la aparición de la banda plana y demostró que, influyendo en las asimetrías de la subred y de las intercapas, se puede controlar radicalmente la forma de la banda y sus propiedades.

"Uno de los cuellos de botella de la superconductividad de alta temperatura ha sido el hecho de que no entendemos, incluso ahora, qué es lo que realmente pega los electrones en pares".

RSF en perspectiva

Los indicios de un mayor acoplamiento electrón-fonón, y la creación y el control de la banda plana, están relacionados con la cuestión de la superconductividad de alta temperatura en el grafeno, abriendo la puerta a posibles superconductores a temperatura ambiente de fácil producción.

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