Verschränktes Graphen: Magischer Winkel sorgt für Supraleitung

Forschung, metall, Graphen Bildquelle: University of Manchester
Forscher am renommierten MIT haben herausgefunden, wie man die ohnehin schon vielversprechenden elektrischen Eigenschaften von Graphen noch verbessern kann: Indem man statt einer gleich zwei Lagen des Materials verwendet. Bereits vor zwei Jahren hatten die Wissenschaftler mit zwei Layern der gerade einmal ein Kohlenstoff-Atom dicken Graphen-Schichten experimentiert. Dabei zeigte sich, dass diese im Verbund supraleitende Eigenschaften bekommen. Dies war auch der Fall, wenn man die Atom-Layer ineinander verschränkte und so eine stabilere Verbindung erzeugte. Das ließ bei den Forschern bereits die Hoffnung auf supraleitende Elektronik-Komponenten aufkommen.

Und tatsächlich lassen sich jetzt die ersten Fortschritte in dieser Hinsicht vermelden. Unter anderem konnten schon Schalter aus dem verschränkten Graphen gebaut werden. Diese funktionieren so, wie andere Schalter, die in Quantencomputern eingesetzt werden, wobei sie aber eben den Vorteil der Supraleitung haben.

1,1 Grad

Um die Graphen-Schichten richtig miteinander zu verbinden, müssen sie im genau richtigen Winkel aneinandergebracht werden. Die Wissenschaftler nennen es in ihren Publikationen den "magischen Winkel", und dieser beträgt genau 1,1 Grad. Wenn dies gelingt, verbinden sich die Atome beider Layer so, dass durchfliegende Elektronen faktisch nicht abgebremst werden.

Aufgrund dessen sehen die Wissenschaftler aber eben auch noch keinen Weg hin zu einem Prozess, mit dem sich die Graphen-Layer automatisiert und in größerem Stil zu zusammenfügen lassen. Auf eine baldige Verfügbarkeit in massenhaft hergestellter Elektronik braucht also niemand zu hoffen.

Sollte es aber doch irgendwann gelingen, wäre dies ein großer Sprung im Computing. Denn supraleitende Materialien würden es hier zulassen, mit geringen Energiemengen sehr schnelle Schaltungen zu betreiben - immerhin würde keine Abwärme entstehen, durch die eine Überhitzung des Schaltkreises auftreten könnte.

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