Opis projektu
Nowe badania dotyczące grafenu stanowią krok do opracowania nadprzewodników funkcjonujących w temperaturze pokojowej
Od czasu odkrycia grafenu naukowców nie przestaje fascynować ten wyjątkowy dwuwymiarowy materiał zbudowany z czystego węgla, podobnie jak nowe zjawiska fizyczne, które możemy dzięki niemu zaobserwować. Niedawne przełomowe badania wykazały, że w przypadku skręconego dwuwarstwowego grafenu w temperaturze pokojowej mogą występować naprzemiennie obszary nadprzewodzące i izolujące. Nie wiadomo jednak, w jaki sposób dochodzi do występowania tego zjawiska. Rozwiązanie tego problemu może stanowić przełom, który pozwoli naukowcom na opracowanie materiałów, które będą przewodziły prąd elektryczny z zerową rezystancją w temperaturze zbliżonej do pokojowej. Uczestnicy finansowanego przez Unię Europejską projektu SuperTwist zamierzają rozwiązać zagadkę nietypowego nadprzewodnictwa grafenu poprzez doświadczalne odkrycie jego kluczowego aspektu, określanego pojęciem parametru porządku nadprzewodnika. Ze względu na fakt, że nie istnieje żadna pojedyncza metoda doświadczalna, która może pozwolić na określenie tego złożonego parametru, projekt skupi specjalistów zajmujących się wieloma dziedzinami, od materiałoznawstwa po metrologię.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- natural sciencesphysical sciencesatomic physics
- social sciencespolitical sciencespolitical transitionsrevolutions
- natural sciencesphysical sciencesquantum physicsquantum optics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
80539 Muenchen
Niemcy