Il grafene è un superconduttore?

Far diventare superconduttore un pezzo isolato di grafene è uno degli obiettivi di lunga data nella fisica della materia condensata. Il grafene nella sua condizione incontaminata ha una densità di stati al livello di Fermi che non va bene per la superconduttività, ma se può essere pesantemente drogato di elettroni si prevede che diventi un superconduttore[1]. Ci sono numerose previsioni sul tipo preciso di superconduttore che il grafene potrebbe essere[2] [3] [4], ma è certamente un punto di vista mainstream che dovrebbe essere possibile.

Sul lato sperimentale, la superconduttività è stata raggiunta in oggetti che assomigliano sempre più al grafene:

• La grafite intercalare al calcio (CaC6) è un superconduttore a 11,5K[5]. Sebbene questo risultato sia ben accettato, gli strati di grafite non sono probabilmente abbastanza isolati l'uno dall'altro per essere considerati grafene (anche se gli atomi di calcio li allontanano ulteriormente).
• I laminati di grafene drogato con calcio hanno dimostrato di essere superconduttori a 4-6K[6]. Questo è un po' diverso dall'esempio precedente, perché i costituenti del grafene del laminato sono considerati più isolati l'uno dall'altro.
• Il grafene monostrato decorato con litio ha dimostrato di produrre alcune prove di superconduttività[7]. Questo è uno sviluppo molto eccitante, ma c'è ancora la domanda "è davvero grafene", dato che lo strato di carbonio può o non può essere completamente isolato dal suo "substrato"[8]

Per riassumere, si prevede che il grafene sia un superconduttore, ma la maggior parte dei risultati sperimentali sono fortemente scrutinati.

Note

[1] https://arxiv.org/pdf/1402.3195.pdf[2] Possibile stato superconduttore ad alta temperatura con una simmetria di accoppiamento +id nel grafene drogato[3] Superconduttività di Kohn-Luttinger nel grafene[4] Legami di valenza risonanti e superconduttività a campo medio nella grafite[5] http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1468-6996/9/4/044102/pdf[6] Superconduttività nei laminati di grafene drogato con Ca[7] https://arxiv.org/pdf/1508.05925.pdf[8] https://arxiv.org/pdf/1602.08322.pdf