Kvantgeometri och platta band för supraledning vid rumstemperatur

Huvudsökande: Professor Floriana Lombardi, institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Chalmers
Medsökande: Annica Black-Schaffer från Uppsala universitet, Ulf Gran och Sergey Kubatkin från Chalmers och Johannes Hofmann från Göteborgs Universitet

Projektbeskrivning

Jakten på en supraledare som fungerar i rumstemperatur och under normalt tryck betraktas idag som en helig graal i den moderna fysiken. Inte bara skulle en sådan ha potential att lösa många av dagens energiutmaningar, utan också bidra till kvantdatorers intåg i samhället.

Det material som hittills har sett mest lovande ut är en högtemperatursupraledare (HTS) baserad på kopparoxid. Men materialets komplexa korrelationer mellan elektroner och brist på justerbarhet har stått i vägen för fortsatta framsteg. Nyligen gjordes en spännande upptäckt då det betydligare enklare materialet bilager grafen uppvisade supraledande egenskaper. Genom att vrida de två grafen-lagren i en ”magisk vinkel” skapas ett så kallat moiré-mönster med platta band och starka korrelationer mellan elektroner, vilket i sin tur ger upphov till supraledning. I sitt forskningsprojekt vill Floriana Lombardi utforska hur man kan använda dessa moiré-mönster och kvantmetrik för att designa bandstrukturen och skapa platta band i både högtemperatursledare och bilager grafen.

– Genom att kombinera dessa två materialplattformar hoppas vi öka förståelsen för principerna bakom högtemperatursupraledning och främja supraledning vid högre temperaturer, med målet att nå rumstemperatur, säger Floriana Lombardi, professor i kvantkomponentfysik på Chalmers.