Description du projet
De nouvelles recherches sur le graphène pour des supraconducteurs à température ambiante
Depuis la découverte du graphène, les scientifiques sont fascinés par l’étrange réseau bidimensionnel du carbone pur et par la nouvelle physique qu’il recèle. De récentes études révolutionnaires ont montré que le graphène bicouche torsadé peut présenter des zones alternativement supraconductrices et isolantes à température ambiante. Mais la manière dont cela se produit reste un mystère: une fois cette question résolue, ces informations pourraient potentiellement aider les scientifiques à concevoir des matériaux qui conduisent l’électricité avec une résistance nulle à température ambiante ou presque. Le projet SuperTwist, financé par l’UE, aidera à reconstituer le puzzle de la supraconductivité non conventionnelle du graphène en révélant expérimentalement son aspect caractéristique, connu sous le nom de paramètre d’ordre supraconducteur. Comme aucune méthode expérimentale ne peut à elle seule définir cette quantité complexe, le projet combinera les compétences de différentes disciplines, dont la science des matériaux et la métrologie.
Objectif
It is widely believed that the development of room temperature superconductivity is one of biggest challenges of modern physics and will lead to a technological revolution. However, a detailed understanding of how high temperature superconductivity arises in unconventional superconductors has to this day eluded scientists. This year, in a breakthrough discovery, scientists have found superconductivity in a radically new compound, which has a strikingly similar phenomenology to most unconventional superconductors – “magic” angle bilayer graphene. As graphene crystals are ultra-clean, highly tuneable and its parent state is well understood, I strongly believe that the study of these compounds will cause a long awaited revolution in the comprehension of unconventional superconductivity.
In this project I will uncover the nature of superconductivity in “magic” angle graphene, by experimentally revealing its defining aspect – the superconducting order parameter. While no experimental method alone can definitely define the order parameter and since key experimental techniques are unavailable for these truly nano-scale materials, I will implement a radically new, multidisciplinary approach between material science and the development of disruptive measurement techniques. To achieve this ambitious goal, my truly unique background is essential, which includes van der Waals engineering, quantum transport, microwave engineering and quantum optics. I will employ these versatile skills to (i) develop robust procedures to engineer novel van der Waals hetero-structures of “magic” angle graphene to manipulate its phonons, impurities and magnetic correlations, (ii) perform Josephson interferometry and tunnelling experiments to
investigate its macroscopic phase, spin state and excitation spectrum, (iii) develop novel thermal transport and specific heat techniques to investigate the size and nodal structure of its superconducting gap.
Champ scientifique
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- natural sciencesphysical sciencesatomic physics
- social sciencespolitical sciencespolitical transitionsrevolutions
- natural sciencesphysical sciencesquantum physicsquantum optics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
80539 Muenchen
Allemagne