Graphène, une seule feuille d'atomes de carbone, possède de nombreuses propriétés électriques et mécaniques extrêmes. Il y a deux ans, les chercheurs ont montré comment deux feuilles superposées et torsadées à l'angle juste peuvent devenir supraconductrices, de sorte que le matériau perd sa résistivité électrique. De nouveaux travaux expliquent pourquoi cette supraconductivité se produit à une température étonnamment élevée.

Des chercheurs de l'Université Aalto et de l'Université de Jyväskylä ont montré que le graphène peut être un supraconducteur à une température beaucoup plus élevée que prévu, en raison d'un subtil effet de mécanique quantique des électrons du graphène. Les résultats ont été publiés dans Examen physique B . Les résultats ont été mis en évidence dans La physique point de vue de l'American Physical Society, et semble prêt à susciter une discussion animée dans la communauté des physiciens.

La découverte de l'état supraconducteur dans le graphène bicouche torsadé a été sélectionnée comme la percée physique de l'année 2018 par le magazine Physics World, et cela a suscité un débat intense parmi les physiciens sur l'origine de la supraconductivité dans le graphène. Bien que la supraconductivité n'ait été trouvée qu'à quelques degrés au-dessus du zéro absolu de température, découvrir son origine pourrait aider à comprendre les supraconducteurs à haute température et nous permettre de produire des supraconducteurs qui fonctionnent près de la température ambiante. Une telle découverte a été considérée comme l'un des "saint Graal" de la physique, car cela permettrait de faire fonctionner des ordinateurs avec une consommation d'énergie radicalement inférieure à celle d'aujourd'hui.

Le nouveau travail est le fruit d'une collaboration entre le groupe de Päivi Törmä à l'Université d'Aalto et le groupe de Tero Heikkilä à l'Université de Jyväskylä. Les deux ont étudié les types de supraconductivité inhabituelle les plus probables trouvés dans le graphène pendant plusieurs années.

"L'effet géométrique des fonctions d'onde sur la supraconductivité a été découvert et étudié dans mon groupe dans plusieurs systèmes modèles. Dans ce projet, il était passionnant de voir comment ces études sont liées à des matériaux réels, " dit l'auteur principal de l'ouvrage, Aleksi Julku de l'Université d'Aalto. « En plus de montrer la pertinence de l'effet géométrique des fonctions d'onde, notre théorie prédit également un certain nombre d'observations que les expérimentateurs peuvent vérifier, " explique Teemu Peltonen de l'Université de Jyväskylä.