Ett nytt inhomogent supraledande landskap från oordning och moirémönster

Projekttitel: Ett nytt inhomogent supraledande landskap från oordning och moirémönster
Huvudsökande: Annica Black-Schaffer, avdelningen för materialteori
Beviljade medel: 10 000 000 SEK för perioden 2023-2027

Supraledning är ett unikt kvantmekaniskt fenomen där elektroner transporteras i form av en elektrisk ström genom ett material helt utan elektriskt motstånd. De tekniska framtida utsikterna för supraledning är därmed mycket stora eftersom effektförluster är ett av de största problemen vid överföring av elektricitet. Men trots årtionden av intensiv forskning är det fortfarande väldigt svårt att styra när supraledning uppkommer och därmed utnyttja fenomenet. Vi vet redan att den temperatur där supraledning uppstår beror starkt på hur många elektrontillstånd som finns vid noll energi, men detta beroende har inte förut använts systematiskt. I detta projekt kommer vi att teoretiskt skapa och förbättra supraledning genom att använda inhomogeniteter i material för att producera just stora toppar av elektrontillstånd vid noll energi. Ett sällsynt exempel, som vi dock inte än förstår, är den supraledning som uppkommer när två grafenlager vrids en liten vinkel gentemot varandra. Vridningen ger upphov till ett inhomogent moirémönster som skapar stora toppar av nollenergitillstånd. I detta projekt kommer vi att utveckla förståelsen för supraledning i dessa moirémönster och också förbättra supraledningen. Vi kommer vidare att också skapa och förstå supraledning som uppkommer av olika typer av oordningar och kvasikristallina mönster som producerar både stora toppar av nollenergitillstånd och multifraktala vågfunktioner, vilket vi kommer att använda för att skapa helt unika möjligheter för supraledning i material som annars inte ens är supraledande.