Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriFiziklər sehrli bucaqlı qrafenin superkeçirici boşluğunu ölçmək üçün yeni platformadan istifadə edirlər. Metod, materialın superkeçirici vəziyyətini ölçərkən sehrli bucaqlı üçqatlı qrafenin (sarı rəngdə) iki təbəqəsi arasında elektronların “tunelləşdirilməsini” nəzərdə tutur. Komandanın təcrübələri MATTG-nin qeyri-ənənəvi superkeçirici olduğuna dair aydın sübutlar göstərən ilk təcrübədir. Kredit: Pablo Jarillo-Herrero, et al

Superkeçiricilər metro sistemindəki ekspress qatarlar kimidir. Süperkeçirici materialı “boşlayan” hər hansı elektrik dayanmadan və yol boyu enerji itirmədən onun içindən keçə bilər. Beləliklə, superkeçiricilər son dərəcə enerji qənaətlidir və bu gün MRT maşınlarından tutmuş hissəcik sürətləndiricilərinə qədər müxtəlif tətbiqləri gücləndirmək üçün istifadə olunur.

Ancaq bu “adi” superkeçiricilər istifadə baxımından bir qədər məhduddur, çünki onları superkeçirici vəziyyətdə saxlamaq üçün mükəmməl soyutma sistemlərindən istifadə edərək ultra aşağı temperaturlara endirmək lazımdır.

Əgər superkeçiricilər otaq kimi daha yüksək temperaturlarda işləyə bilsəydilər, sıfır enerji itkisi olan elektrik kabellərindən və elektrik şəbəkələrindən tutmuş praktik kvant hesablama sistemlərinə qədər yeni texnologiyalar dünyasına imkan verərdilər. Beləliklə, MIT və başqa yerlərdəki elm adamları “qeyri-ənənəvi” superkeçiriciləri – müasir superkeçiricilərdən fərqli və potensial olaraq daha perspektivli şəkildə super keçiricilik nümayiş etdirən materialları öyrənirlər .

MİT fizikləri perspektivli bir irəliləyişlə, “sehrli bucaqlı” bükülmüş üç qatlı qrafendə (MATTG) qeyri-ənənəvi superkeçiriciliyin yeni əsas sübutlarını müşahidə etdiklərini bildirirlər – bu material, üç atomik nazik təbəqə qrafenin müəyyən bir bucaq altında yığılması və ya burulma nəticəsində ortaya çıxmasına imkan verir.

MATTG keçmişdə qeyri-ənənəvi superkeçiriciliyin və digər qəribə elektron davranışın dolayı göstərişlərini göstərmişdir. Science jurnalında bildirilən yeni kəşf, materialın qeyri -ənənəvi superkeçiricilik nümayiş etdirdiyinin ən birbaşa təsdiqini təqdim edir.

Xüsusilə, komanda MATTG-nin superkeçirici boşluğunu ölçə bildi – bu, verilmiş temperaturda materialın superkeçirici vəziyyətinin nə qədər davamlı olduğunu təsvir edən xüsusiyyət.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762513074&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-physicists-key-evidence-unconventional-superconductivity.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762513074073&bpp=1&bdt=142&idt=75&shv=r20251105&mjsv=m202511030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762512600%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=522219529757&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2312&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095536%2C31095609%2C42531514%2C95376120&oid=2&pvsid=8010735755933239&tmod=1640530594&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=213

Onlar tapdılar ki, MATTG-nin superkeçirici boşluğu tipik superkeçiricininkindən çox fərqli görünür, yəni materialın superkeçirici olma mexanizmi də fərqli və qeyri-ənənəvi olmalıdır.

MİT-in Fizika Departamentinin aspirantı, tədqiqatın aparıcı müəllifi Şuven Sun deyir: “Materiallarda super keçiriciliyə səbəb ola biləcək bir çox fərqli mexanizm var”.

“Superkeçirici boşluq bizə hansı mexanizmin otaq temperaturunda olan super keçiricilər kimi şeylərə səbəb ola biləcəyinə dair ipucu verir və nəticədə insan cəmiyyətinə fayda verəcəkdir.”

Tədqiqatçılar kəşflərini yeni eksperimental platformadan istifadə edərək real vaxt rejimində ikiölçülü materiallarda superkeçiriciliyin ortaya çıxması ilə birlikdə superkeçirici boşluğu mahiyyətcə “izləməyə” imkan yaradıblar. Onlar platformanı MATTG-ni daha da araşdırmaq üçün tətbiq etməyi və digər 2D materiallarda superkeçirici boşluğun xəritəsini tərtib etməyi planlaşdırırlar – bu, gələcək texnologiyalar üçün perspektivli namizədləri aşkar edə bilər.

MIT-də fizika professoru Cecil və Ida Green və tədqiqatın baş müəllifi Pablo Yarillo-Herrero deyir: “Bir qeyri-ənənəvi superkeçirici çox yaxşı başa düşmək qalanları anlamaqda bizə təkan verə bilər”.

“Bu anlayış otaq temperaturunda işləyən superkeçiricilərin dizaynını istiqamətləndirə bilər, məsələn, bütün sahənin Müqəddəs Grail növüdür.”

Tədqiqatın digər aparıcı müəllifi Ph.D Jeong Min Park; Yaponiyadakı Milli Material Elmləri İnstitutundan Kenji Vatanabe və Takashi Taniguchi də həmmüəlliflərdir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Bağlayan bağlar

Qrafen, toyuq məftilinə bənzəyən altıbucaqlı naxışda birləşdirilmiş karbon atomlarının tək qatından ibarət materialdır. Qrafen vərəqini qrafit blokundan (qələm qurğuşunu ilə eyni şey) bir atom qədər nazik ləpəni diqqətlə aşındırmaqla təcrid etmək olar. 2010-cu illərdə nəzəriyyəçilər proqnozlaşdırdılar ki, iki qrafen təbəqəsi çox xüsusi bir açı ilə yığılsa, nəticədə yaranan struktur ekzotik elektron davranış qabiliyyətinə malik olmalıdır.

2018-ci ildə Jarillo-Herrero və həmkarları təcrübələrdə sehrli bucaqlı qrafen istehsal edən və onun bəzi qeyri-adi xassələrini müşahidə edən ilk şəxs oldular. Bu kəşf “twistronics” kimi tanınan tamamilə yeni bir sahəni və atomik olaraq nazik, dəqiq bükülmüş materialların öyrənilməsini cücərtdi.

Jarillo-Herreronun qrupu o vaxtdan bəri iki, üç və daha çox təbəqə ilə sehrli bucaqlı qrafenin digər konfiqurasiyalarını , eləcə də digər iki ölçülü materialların yığılmış və bükülmüş strukturlarını öyrənmişdir. Onların işi, digər qruplarla birlikdə, bəzi strukturlarda qeyri-ənənəvi super keçiriciliyin bəzi imzalarını ortaya qoydu.

Superkeçiricilik, materialın müəyyən şərtlər altında (adətən çox aşağı temperaturda) nümayiş etdirə biləcəyi bir vəziyyətdir. Material superkeçirici olduqda, oradan keçən elektronlar itələmək və səpmək əvəzinə cütləşə bilər.

Onlar “Kuper cütləri” kimi tanınan şeydə birləşdikdə, elektronlar bir-birinə çırpmaq və itirilmiş enerji kimi uçmaq əvəzinə, sürtünmədən materialın içərisindən sürüşə bilirlər. Elektronların bu cütləşməsi superkeçiriciliyə imkan verir, baxmayaraq ki, onların bağlanma üsulu fərqli ola bilər.

Park deyir: ” Adi superkeçiricilərdə bu cütlərdəki elektronlar bir-birindən çox uzaqdadır və zəif bağlıdır”. “Ancaq sehrli bucaqlı qrafendə biz artıq bu cütlərin, demək olar ki, bir molekul kimi çox sıx bağlı olduğuna dair imzaları görə bilirdik. Bu materialda çox fərqli bir şey olduğuna dair göstərişlər var idi.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762513074&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-physicists-key-evidence-unconventional-superconductivity.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762513074073&bpp=1&bdt=142&idt=88&shv=r20251105&mjsv=m202511030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762512600%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=522219529757&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4665&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095536%2C31095609%2C42531514%2C95376120&oid=2&pvsid=8010735755933239&tmod=1640530594&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=213

Tuneldən keçmək

Jarillo-Herrero və həmkarları yeni tədqiqatlarında sehrli bucaqlı qrafen strukturunda qeyri-ənənəvi superkeçiriciliyi birbaşa müşahidə etmək və təsdiqləmək məqsədi güdürdülər. Bunun üçün onlar materialın superkeçirici boşluğunu ölçməli olacaqlar.

“Material superkeçirici olduqda, elektronlar ayrı-ayrılıqda deyil, cütlər şəklində birlikdə hərəkət edir və onların necə bağlandıqlarını əks etdirən bir enerji “boşluğu” var” deyə Park izah edir. “Bu boşluğun forması və simmetriyası bizə superkeçiriciliyin əsas mahiyyətini izah edir.”

Alimlər tunel spektroskopiyası kimi xüsusi üsullardan istifadə edərək materiallardakı superkeçirici boşluğu ölçdülər. Texnika “tunel” kimi tanınan kvant mexaniki xüsusiyyətindən istifadə edir. Kvant miqyasında elektron özünü yalnız bir hissəcik kimi deyil, həm də dalğa kimi aparır və beləliklə, onun dalğaya bənzər xüsusiyyətləri elektrona sanki divarların arasından keçə bilirmiş kimi materialdan keçə və ya “tunel” keçirməyə imkan verir.

Bu cür tunel spektroskopiyası ölçmələri elektronun materiala tunel keçməsinin nə qədər asan olduğu və müəyyən mənada materialdakı elektronların nə qədər sıx şəkildə yığılması və bağlanması barədə fikir verə bilər.

Superkeçirici vəziyyətdə yerinə yetirildikdə, superkeçirici boşluğun xüsusiyyətlərini əks etdirə bilər. Bununla belə, təkcə tunel spektroskopiyası materialın əslində superkeçirici vəziyyətdə olub-olmadığını həmişə deyə bilməz. Bir tunel siqnalını həqiqi superkeçirici boşluqla birbaşa əlaqələndirmək həm vacibdir, həm də eksperimental cəhətdən çətindir.

Park və onun həmkarları yeni işlərində elektron tunelləşdirməni elektrik nəqliyyatı ilə birləşdirən eksperimental platforma hazırlayıblar – bu, cərəyan göndərməklə və onun elektrik müqavimətini davamlı olaraq ölçməklə (materialın superkeçirici vəziyyətdə olduğunu göstərən sıfır müqavimət siqnalı) materialın superkeçiriciliyini ölçmək üçün istifadə edilən bir texnikadır.

Komanda sehrli açı ilə bükülmüş üç qatlı qrafendə (MATTG) superkeçirici boşluğu ölçmək üçün yeni platforma tətbiq etdi. Tunel və nəqliyyat ölçmələrini eyni cihazda birləşdirərək, onlar birmənalı şəkildə superkeçirici tunel boşluğunu müəyyən edə bildilər, bu boşluq yalnız materialın super keçiriciliyin əlaməti olan sıfır elektrik müqaviməti nümayiş etdirdiyi zaman meydana çıxdı.

Sonra onlar bu boşluğun dəyişən temperatur və maqnit sahəsində necə təkamül etdiyini izlədilər. Maraqlıdır ki, boşluq adi superkeçiricilərin düz və vahid formasından aydın şəkildə fərqlənən fərqli V formalı profil nümayiş etdirirdi.

Bu V forması MATTG-dəki elektronların superkeçiriciliyə qədər cütləşdiyi müəyyən qeyri-ənənəvi mexanizmi əks etdirir. Bu mexanizmin dəqiq nə olduğu hələ məlumdur. Lakin MATTG-dəki superkeçirici boşluğun formasının tipik superkeçiricilərdən fərqlənməsi faktı materialın qeyri-ənənəvi superkeçirici olduğuna dair əsas sübutlar verir.

Adi superkeçiricilərdə elektronlar ətrafdakı atom qəfəsinin titrəyişləri vasitəsilə cütləşir, bu da hissəcikləri effektiv şəkildə bir-birinə sıxışdırır. Lakin Park MATTG-də fərqli mexanizmin işləyə biləcəyindən şübhələnir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762513074&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-physicists-key-evidence-unconventional-superconductivity.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762513074073&bpp=1&bdt=142&idt=93&shv=r20251105&mjsv=m202511030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762512600%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762512600%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280%2C750x280&nras=1&correlator=522219529757&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=6571&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095536%2C31095609%2C42531514%2C95376120&oid=2&pvsid=8010735755933239&tmod=1640530594&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=3&fsb=1&dtd=214

“Bu sehrli bucaqlı qrafen sistemində cütləşmənin qəfəs vibrasiyalarından çox güclü elektron qarşılıqlı təsirlərdən yarandığını izah edən nəzəriyyələr var” dedi. “Bu o deməkdir ki, elektronlar özləri bir-birinə cütləşməyə kömək edir, xüsusi simmetriya ilə superkeçirici bir vəziyyət yaradır.”

Gələcəkdə komanda yeni eksperimental platformadan istifadə edərək digər iki ölçülü burulmuş strukturları və materialları sınaqdan keçirəcək.

“Bu, bizə eyni nümunə daxilində superkeçiriciliyin və digər kvant fazalarının əsas elektron strukturlarını müəyyən etməyə və öyrənməyə imkan verir” dedi Park.

“Bu birbaşa baxış elektronların necə cütləşdiyini və digər dövlətlərlə rəqabət apardığını aşkar edə bilər, bir gün daha səmərəli texnologiyalar və ya kvant kompüterlərini gücləndirə biləcək yeni superkeçiricilər və kvant materialları dizayn və idarə etməyə yol aça bilər.”

Daha çox məlumat: Pablo Jarillo-Herrero et al, Moiré qrafenində nodal super keçirici boşluq üçün eksperimental sübut, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adv8376 . www.science.org/doi/10.1126/science.adv8376

Jurnal məlumatı: Elm 

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir