Взяв за основу высококачественный графен, ученые из Университета Манчестера преобразовали его в состояние плазмы из быстро движущихся «фермионов Дирака», которые проявляли удивительно высокую подвижность несмотря на постоянное рассеивание. Свойства высокой подвижности и нейтральности дираковской плазмы стали существенно важными компонентами огромного магнетосопротивления, пишет Science Daily.
«За последние 10 лет электронные свойства графеновых устройств существенно улучшились, и все устремились искать новые феномены при низких температурах жидкого гелия, игнорируя то, что происходит в условиях окружающей среды. Это, пожалуй, не так удивительно, потому что чем холоднее образец, тем интереснее становится его поведение. Мы решили включить тепло и внезапно обнаружили целую россыпь неожиданных феноменов», — сказал Алексей Бердюгин, один из авторов статьи, вышедшей в Nature.
Вдобавок к рекордному магнетосопротивлению исследователи обнаружили, что при повышенных температурах нейтральный графен становится так называемым странным металлом. Это класс материалов, у которых рассеяние электронов становится чрезвычайно быстрым. Поведение странных металлов плохо изучено и остается загадкой. Исследование манчестерской команды добавляет новые вопросы. В частности, графен проявляет огромное линейное магнетосопротивление в полях выше нескольких Тл, и это слабо зависит от температуры. Такое магнетосопротивление в сильном поле, опять же, достигает рекордных значений.
Феномен линейного магнетосопротивления оставался загадкой на протяжении ста с лишним лет, с тех пор как его впервые наблюдали ученые. Новое исследование британских ученых раскрывает важные нюансы причин появления эффекта странных металлов и линейного магнетосопротивления. Возможно, графен поможет теперь раскрыть эти загадки.
Группа исследователей из MIT доказала возможность сверхпроводимости при низкой температуре в материале из четырех или пяти слоев графена. Это достижение ученых может открыть возможность разработки сверхпроводников, работающих при комнатной температуре.
