Графен - один слой атомов углерода в сотовой решётке; стопки из нескольких слоёв могут обладать совсем другими свойствами. Исследователи из Корнеллского университета, японского NIMS и Института Макса Планка изучили ромбоэдрический шестислойный графен, в котором слои сдвинуты друг относительно друга по повторяющемуся рисунку. Работа опубликована в Nature Physics.
Находка вышла случайно. Учёные хотели изучать "закрученный" ромбоэдрический графен, но в одном устройстве, собранном из двух трёхслойных листов, слои сами выровнялись в шестислойную ромбоэдрическую структуру. Первые измерения показали поведение, которого не было у пятислойного графена.
Образец поместили между слоями гексагонального нитрида бора с графитовыми затворами сверху и снизу и измеряли сопротивление при разных температурах, магнитных полях, концентрациях носителей и электрических полях поперёк стопки. Нулевое сопротивление выдало сверхпроводимость, а аномальный эффект Холла - орбитальный магнетизм. Квантовые осцилляции позволили восстановить поверхность Ферми.
Главный результат: новое сверхпроводящее состояние и новый мультиферроидный орбитальный магнит. Оба возникают в сильно коррелированном полуметаллическом режиме, где электроны и дырки сосуществуют и взаимодействуют, - по-видимому, именно это взаимодействие играет ключевую роль. Сейчас авторы проверяют, не образуют ли часть носителей "электронный кристалл", тогда как другие остаются жидкими, - это пока открытый вопрос.
Работа: J. Deng et al., "Superconductivity and ferroelectric orbital magnetism in semimetallic rhombohedral hexalayer graphene", Nature Physics (2026), DOI: 10.1038/s41567-026-03443-9.
Источник: https://phys.org/news/2026-10-unusual-quantum-states-layer-graphene.html
