Superconduttività nel grafene a strati: ecco la scoperta del MIT

Negli ultimi anni il grafene ha occupato un posto centrale nel dibattito sulla fisica dei materiali emergenti. A tal proposito, un recente avanzamento ottenuto al MIT sta ridefinendo le aspettative sulla sua versatilità. Il risultato è emerso dal lavoro di un gruppo guidato dal fisico Pablo Jarillo-Herrero. Quest’ultimo offre per la prima volta una visualizzazione diretta della superconduttività in una particolare architettura del materiale. Ovvero il magic-angle twisted trilayer graphene. Una configurazione a tre strati, ognuno dei quali è ruotato rispetto agli altri con un’angolazione attentamente selezionata. Una caratteristica che negli ultimi anni ha alimentato un nuovo filone di ricerca.

MIT scova una nuova superconduttività: ecco i dettagli

L’aspetto più significativo non riguarda tanto la conferma dell’esistenza della superconduttività in tale struttura, ma la possibilità di misurare in modo esplicito la lacuna superconduttiva, la grandezza che descrive quanto uno stato superconduttivo riesca a mantenersi prima di essere interrotto. Finora tale informazione era stata accessibile soltanto attraverso deduzioni o modelli teorici. Lo studio del MIT, invece, ha permesso una misurazione diretta.

Per ottenere tale risultato, i ricercatori hanno unito due approcci sperimentali solitamente utilizzati separatamente. Si tratta del trasporto elettrico e il tunneling elettronico. Grazie alla combinazione di tali tecniche hanno osservato il comportamento degli elettroni mentre si accoppiano in coppie di Cooper, fenomeno fondamentale per la nascita della superconduttività. L’immagine ottenuta dell’andamento della lacuna ha rivelato una sorpresa rilevante: la sua forma non è piatta come nei superconduttori convenzionali, ma assume un chiaro profilo a V.

Questa geometria suggerisce che il meccanismo responsabile dell’accoppiamento elettronico sia profondamente diverso da quello osservato nei materiali tradizionali. La prospettiva aperta da tale risultato ha implicazioni che vanno oltre la pura ricerca fondamentale. Comprendere come nasca una superconduttività basata esclusivamente sulle interazioni elettroniche potrebbe orientare la progettazione di materiali capaci di funzionare senza resistenza a temperature sempre più elevate.

Fonte: TecnoAndroid