Današnji Zbritoff zopet namenjamo grafenu, kvazidvodimenzionalnemu materialu, ki ga sestavlja ena sama plast ogljikovih atomov. Poleg zanimivih strukturnih lastnosti ima grafen tudi posebne elektronske lastnosti. Njegova Fermijeva površina oziroma površina morja elektronov je namesto iz povezanega roba ravninskega lika, denimo kvadrata, sestavljena zgolj iz šestih točk. Elektroni v bližini površine pa se obnašajo kot brezmasni relativistični delci.

Popularno področje raziskav v sodobni fiziki kondenzirane snovi je spremenjeno obnašanje elektronov kot posledica močnih medsebojnih interakcij. Te se po navadi pokažejo v snoveh, ki imajo veliko stanj blizu Fermijeve površine. Šest točk v grafenu na prvi pogled daje popolnoma nasprotni videz. Nekaj elektronvoltov nad Fermijevo površino običajnega grafena pa se nahaja singularnost van Hova z ogromnim številom mest. Kako modificirati grafen, da elektronsko morje doseže to singularnost, so se naučili na Inštitutu za trdno snov Maxa Plancka v Stuttgartu in postopek objavili v reviji Physical Review Letters.

V eksperimentu so v sistem v dveh korakih dodali presežek elektronov. Za začetek so med grafen in polprevodniško podlago namestili atome iterbija, ki je znaten delež svojih elektronov predal grafenu. Nato so vse skupaj izpostavili kadmijevi pari, kar ima podoben, le manj močan učinek.

S spreminjanjem dolžine kuhanja s kadmijem so lahko počasi in kontrolirano povečevali gostoto elektronov v grafenu. Tako so lahko z uporabo elektronske fotoemisijske spektroskopije v topologiji elektronske gladine opazili Lifšicev prehod iz stanja z dvema komponentama površine v stanje s samo eno komponento.

Demonstracija tehnologije dodajanja elektronov v grafen je najbolj pomemben doprinos raziskave, saj se za grafen s Fermijevo površino blizu singularnosti van Hova napoveduje kopica zanimivih fizikalnih stanj. Med njimi tudi superprevodnik z zlomljeno simetrijo za obrat časa, ki bi ga lahko opazili v prihodnjih eksperimentih.

vir: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.176403