Chế tạo ra graphene siêu dẫn

Bất cứ khi nào một loại vật liệu mới được phát hiện, các nhà khoa học đều háo hức tìm hiểu xem nó có thể siêu dẫn hay không. Điều này thích hợp đặc biệt với vật liệu graphene

Chế tạo ra graphene siêu dẫn

Các phép đo phổ ARPES được tiến hành trên hỗn hợp graphene canxi. (Ảnh trái: bề mặt Fermi của graphene (trên) và hình nón Dirac (dưới). Ảnh: A. Grüneis và A.V. Fedorov).

Hiện nay, một nhóm nghiên cứu quốc tế gồm các nhà nghiên cứu từ trường Đại học Vienna đã tiết lộ cơ chế siêu dẫn ghép nối trong hỗn hợp graphene canxin bằng cách sử dụng phương pháp ARPES. Kết quả nghiên cứu được xuất bản trên Tạp chí Nature Communications.

Vật liệu siêu dẫn sở hữu một tính năng vô giá khi được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ tới hạn - chúng cho phép vận chuyển một dòng điện mà không bị thất thoát. Tính siêu dẫn được dựa trên thực tế là trong một số vật liệu nhất định, các điện tử có thể kết cặp - ở nhiệt độ cao hơn - nếu không sẽ đẩy nhau. Các nhà khoa học từ Khoa Vật lý, Đại học Vienna và các đối tác hợp tác của họ cùng hợp tác để khám phá ra cơ chế kết cặp siêu dẫn tiềm năng của graphene.

Graphene, một lớp các nguyên tử carbon có độ dày nguyên tử được phát hiện vào năm 2004 và được coi là một trong những chất linh hoạt và tuyệt vời nhất có sẵn cho nhân loại. Tác động của loại vật liệu hai chiều có thực đầu tiên này rất có ý nghĩa, do đó phát hiện này đã được trao tặng giải thưởng Nobel. Cho đến gần đây, không có báo cáo thử nghiệm nào về tính siêu dẫn trong graphene mặc dù người họ hàng gần của nó, than chì và fullerene có thể được làm cho siêu dẫn bằng cách đưa vào có chủ ý các điện tử trong vật liệu này.

Để làm sáng tỏ tính siêu dẫn của graphene, các nhà khoa học sử dụng phương pháp xạ quang mạnh: khi một hạt ánh sáng tương tác với vật liệu, nó có thể chuyển tất cả năng lượng của nó cho một điện tử bên trong vật liệu đó. Nếu năng lượng của ánh sáng đủ lớn, điện tử cần đủ năng lượng để thoát ra khỏi vật liệu. Xác định góc theo đó các điện tử thoát ra khỏi vật liệu cho phép các nhà khoa học trích xuất thông tin có giá trị trên các thuộc tính điện tử và các tương tác nhiều hạt phức tạp của vật liệu. Nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật này - kỹ thuật phổ phát quang phân giải góc (ARPES - Angle-resolved photoemission spectroscopy) - tại synchrotron Elettra ở Trieste, nơi họ nghiên cứu sự tương tác của một loạt các chất phụ gia điện tử (Cs, Rb, K, Na, Li, Ca) với đơn lớp graphene.

Theo những phát hiện của các nhà khoa học, canxi là ứng cử viên triển vọng nhất để tạo ra tính siêu dẫn trong graphene ở nhiệt độ tới hạn khoảng 1.5K. Nhiệt độ tới hạn này khá thấp so với các loại khác, ví dụ như fullerene siêu dẫn ở nhiệt độ 33K. Tuy nhiên, graphene có một số lợi thế lớn hơn so với nhiều vật liệu khác. Vì nó chỉ chứa các nguyên tử carbon được sắp xếp trong các lớp đơn nên việc chức năng hóa vật liệu này về phương diện hóa học là khá dễ dàng. Hơn nữa, vật liệu này có thể được phát triển trong nhiều lớp nguyên tử theo các trật tự sắp xếp khác nhau và có thể được pha trộn theo nhiều cách khác nhau. Do đó, vật liệu có thể mang lại nhiều lựa chọn để thử nghiệm.

Các nhà khoa học tin tưởng rằng, trong khi graphene sẽ không thiết lập các kỷ lục nhiệt độ tới hạn mới, sự dễ dàng mà theo đó các thuộc tính của nó có thể được sửa đổi sẽ tăng cường sự hiểu biết của chúng ta về tính siêu dẫn nói chung và vật liệu carbon nói riêng.

Theo NASATI

____________________________

*Mọi liên hệ về viết bài tin cho Chuyên mục Khoa học xin gửi đến E.mail: thaolam@dantri.com.vn

MỚI NHẤT
Bé 4 tuổi sở hữu sức mạnh tâm linh dị thường?
Bé 4 tuổi sở hữu sức mạnh tâm linh dị thường?

Cha mẹ của một cậu bé 4 tuổi người Mỹ tuyên bố em có sức mạnh tâm linh đặc biệt, giống nhân vật Cole Sear, bé trai có biệt tài nhìn thấy và trò chuyện với người chết, trong bộ phim "Giác quan thứ 6".

Thứ bảy, 01/03/2014 - 09:14

Trao tặng Thư viện điện tử thông minh đầu tiên tại Huế
Trao tặng Thư viện điện tử thông minh đầu tiên tại Huế

(Dân trí) - Chiều 28/2, tại TP Huế đã diễn ra lễ trao tặng thư viện thông minh cho Trường THCS chuyên Nguyễn Tri Phương. Đây là trường đầu tiên tại Huế được tặng hệ thống thư viện hiện đại nhằm hỗ trợ việc học tập cho các học sinh.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 09:03

Phát hiện hơn 700 hành tinh mới ngoài hệ mặt trời
Phát hiện hơn 700 hành tinh mới ngoài hệ mặt trời

(Dân trí) - Sử dụng kính viễn vọng Kepler, cho đến nay các nhà khoa học phát hiện khoảng 1.700 hành tinh trong thiên hà và NASA hôm thứ tư công bố phát hiện thêm 715 hành tinh mới ngoài hệ mặt trời.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:48

Khoa học lý giải vì sao Việt Nam hạnh phúc top đầu
Khoa học lý giải vì sao Việt Nam hạnh phúc top đầu

Một nghiên cứu cho thấy niềm tin vào địa ngục... cũng làm giảm cảm giác hạnh phúc và sự hài lòng trong cuộc sống.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:46

Hé lộ bí mật động trời về ông hoàng Morocco
Hé lộ bí mật động trời về ông hoàng Morocco

Sultan Moulay Ismaïl - ông hoàng Morocco nổi tiếng tàn bạo và khát máu, cũng là người đàn ông "mắn đẻ" nhất trong lịch sử thế giới.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:43

Học trò phố núi sáng chế máy phát điện
Học trò phố núi sáng chế máy phát điện

Sau khi chiếc máy phát điện tí hon và hệ thống chuông báo giờ học tự động vận hành suôn sẻ, các tác giả là 3 cậu học trò lớp 12 trường THPT chuyên Nguyễn Du (TP Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk) càng hào hứng lao vào các sáng chế mới.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:41

Giải mã dấu hiệu bí ẩn trên sa mạc Ai Cập
Giải mã dấu hiệu bí ẩn trên sa mạc Ai Cập

Nhiều khách du lịch và người dùng chương trình Google Earth hoài nghi, một cấu trúc hình xoắn ốc khổng lồ xuất hiện trong sa mạc Ai Cập có thể là dấu vết của người ngoài hành tinh để lại trên Trái đất.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:40

Cha càng già, con càng dễ dị tật
Cha càng già, con càng dễ dị tật

Các nhà khoa học cảnh báo, đàn ông làm cha khi càng lớn tuổi, đứa con sinh ra càng phải đối mặt với nguy cơ tăng cao sẽ mắc một chứng rối loạn nào đó như tự kỷ hay bệnh tâm thần phân liệt.

Thứ sáu, 28/02/2014 - 08:32

Thuốc lá điện tử kiêm chức năng điện thoại
Thuốc lá điện tử kiêm chức năng điện thoại

Đôi khi bạn vướng bận vào việc gì đó mà không thể sử dụng điện thoại để thực hiện cuộc gọi. Một cách tiện dụng, thuốc lá điện tử thông minh đã được phát minh không chỉ để giúp bạn thư giãn mà còn giúp bạn rảnh tay hơn.

Thứ năm, 27/02/2014 - 09:29

Phát hoảng vì sự cố cương cứng kéo dài ở… nữ giới
Phát hoảng vì sự cố cương cứng kéo dài ở… nữ giới

Cảnh báo về tình trạng cương cứng kéo dài, gây đau đớn thường xuất hiện trong hướng dẫn sử dụng một số loại thuốc, bao gồm cả loại hỗ trợ "chuyện ấy", cho nam giới.

Thứ năm, 27/02/2014 - 09:26

Những gam màu sống động của thiên nhiên hoang dã
Những gam màu sống động của thiên nhiên hoang dã

(Dân trí) - Cuộc thi nhiếp ảnh vườn quốc tế mang tên "International Garden Photographer of the Year" được tổ chức hàng năm cho các nhiếp ảnh gia đến từ khắp nơi trên thế giới, giới thiệu những khung hình tuyệt đẹp của tự nhiên.

Thứ năm, 27/02/2014 - 09:26

Máy in 3D in được đồ nội thất
Máy in 3D in được đồ nội thất

Khác với những chiếc máy in 3D đang dần trở nên phổ biến khác, chiếc máy in 3D mang tên BigRep One có thể “in” những đồ nội thất có kích thước hơn 1m.

Thứ năm, 27/02/2014 - 09:18

ĐÁNG QUAN TÂM
GS. TSKH Trần Duy Quý: Nói “Tiến sĩ giấy” cũng không oan!
GS. TSKH Trần Duy Quý: Nói “Tiến sĩ giấy” cũng không oan!

“Làm tiến sĩ nông nghiệp mà khi kiểm tra ở ngoài ruộng tiến sĩ không phân biệt được cây cỏ lồng vực với cây lúa; còn tiến sĩ kinh tế nhưng ký hợp đồng với đối tác nước ngoài vẫn bị hớ và bị lừa nhập máy cũ, công nghệ lỗi thời rồi thua lỗ…”.

Thứ tư, 26/02/2014 - 09:01

Tranh cãi về cách giảm cân khiến người “tè” ra mỡ
Tranh cãi về cách giảm cân khiến người “tè” ra mỡ

Phương pháp giảm cân mới, khiến người áp dụng tiểu tiện ra mỡ, giúp cơ thể thon gọn hơn đang dấy nên những dư luận trái chiều.

Thứ tư, 26/02/2014 - 08:41

Sử dụng thấu kính phẳng làm tăng năng lượng mặt trời
Sử dụng thấu kính phẳng làm tăng năng lượng mặt trời

Theo các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc, các chuyên gia thường sử dụng máy gia công cỡ nhỏ để chế tạo ra những thấu kính Fresnel gần như phẳng có khả năng giúp làm tăng hiệu suất của các tấm pin mặt trời.

Thứ tư, 26/02/2014 - 08:39

Phát hiện “gen bạo lực” khiến trẻ nghiện game
Phát hiện “gen bạo lực” khiến trẻ nghiện game

"Gen bạo lực" đã biến một số thanh thiếu niên trở thành những kẻ nghiện chơi điện tử và cũng có thể liên quan đến sự phát triển hội chứng tăng động, giảm chú ý (ADHD) ở trẻ em, theo một nghiên cứu mới.

Thứ tư, 26/02/2014 - 08:37

Điều khiển máy bay mini không người lái bằng… ý nghĩ
Điều khiển máy bay mini không người lái bằng… ý nghĩ

Những chiếc máy bay mini không người lái 4 cánh quạt (quadcopter) đã trở nên rất phổ biến trong vài năm qua, giá thành của chúng cũng trở rẻ hơn. Đây được coi là thiết bị tuyệt vời để thử nghiệm các giải pháp công nghệ và kiểm soát mới.

Thứ tư, 26/02/2014 - 08:33

VNREDSat- 1 tiếp tục chụp ảnh toàn bộ lãnh thổ Việt Nam
VNREDSat- 1 tiếp tục chụp ảnh toàn bộ lãnh thổ Việt Nam

(Dân trí) - Vệ tinh VNREDSat- 1 đã chụp gần 6 nghìn ảnh liên quan đến lãnh thổ Việt Nam phục vụ công tác quan sát tài nguyên thiên nhiên.

Thứ ba, 25/02/2014 - 10:08

Vườn cây tự phát triển hàng chục năm trong bình kín
Vườn cây tự phát triển hàng chục năm trong bình kín

Một người Anh đã thu được kết quả đáng kinh ngạc cho một thử nghiệm táo bạo, bắt đầu từ năm 1960: một khu vườn sinh sôi phát triển trong bình đóng kín hoàn toàn suốt 40 năm qua với lần tưới nước gần nhất là từ năm 1972.

Thứ ba, 25/02/2014 - 09:20

Phát hiện ký sinh trùng độc hại ở cá voi Bắc Cực
Phát hiện ký sinh trùng độc hại ở cá voi Bắc Cực

(Dân trí) - Một loại ký sinh trùng vốn có trong phân mèo được phát hiện có ở cá voi trắng Bắc Cực, một trong những ví dụ điển hình về thay đổi phần lớn hệ sinh thái trên thế giới.

Thứ ba, 25/02/2014 - 09:17

Mũ bảo hiểm giúp lính bắn trúng mục tiêu
Mũ bảo hiểm giúp lính bắn trúng mục tiêu

Các chiến sĩ sẽ sớm được trang bị mũ bảo hiểm “Iron Man” giúp họ xác định mục tiêu dễ dàng và không bắn trượt, giảm thiểu sự hi sinh.

Thứ ba, 25/02/2014 - 09:16

Bao cao su điện giúp tăng khoái cảm
Bao cao su điện giúp tăng khoái cảm

Bao cao su đem lại nhiều lợi ích về sức khỏe cho các đôi vợ chồng. Tuy nhiên chúng lại làm giảm khoái cảm ở cả nam lẫn nữ. Loại bao cao su mới đây sẽ khắc phục được phần nào những hạn chế đó.

Thứ ba, 25/02/2014 - 09:14

7 câu chuyện thú vị về loài rắn
7 câu chuyện thú vị về loài rắn

(Dân trí) - Rắn không có tai, không có mũi, nhưng chúng có thể ngửi rất tốt. Răng nanh của rắn độc, được coi là một trong những hệ thống vũ khí sinh học tinh xảo và tiên tiến nhất thế giới tự nhiên. Và danh sách dưới đây có những câu chuyện còn hay hơn thế.

Thứ ba, 25/02/2014 - 09:12

Hé lộ khả năng tạo sét đáng sợ của turbine gió
Hé lộ khả năng tạo sét đáng sợ của turbine gió

Không chỉ là thiết bị phát điện, các turbine gió còn cả khả năng tạo ra sét. Lần đầu tiên, giới khoa học đã có trong tay bằng chứng video về khả năng đáng sợ này của các turbine gió.

Thứ hai, 24/02/2014 - 09:25