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神奇!石墨烯扭转“角度”可变超导体
来源: 科技日报  作者: 张梦然  编辑:杨柳  2018-03-22 10:57:00

内容提要:英国《自然》杂志日前连发两篇物理学重磅论文,报告了麻省理工学院(MIT)科学家对非常规超导材料的行为的新见解,这一发现轰动业界,被称为石墨烯超导的重大进展。此类材料已让物理学家困惑达几十年之久,而最新发现或有助于开发高温超导材料,用来制作强大的磁体或开发低功耗电子技术。

  英国《自然》杂志日前连发两篇物理学重磅论文,报告了麻省理工学院(MIT)科学家对非常规超导材料的行为的新见解,这一发现轰动业界,被称为石墨烯超导的重大进展。此类材料已让物理学家困惑达几十年之久,而最新发现或有助于开发高温超导材料,用来制作强大的磁体或开发低功耗电子技术。

  根据1957年的超导电性理论,某些材料能够以零电阻导电。然而,许多材料表现出所谓的非常规超导电性,无法用该理论解释。

  此次,美国麻省理工学院科学家帕博罗·加力罗-埃雷拉及其同事发现,当两层石墨烯以一个“神奇角度”缠扭在一起时,它们表现出非常规超导电性。也就是说,研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态,其可以简单实现绝缘体到超导体的转变,而其属性与铜氧化物(其结构往往难以调整)的高温超导类似。

  这种“神奇角度”的石墨烯除了会形成超导态——来源于电子之间的强吸引作用而产生零电阻,还会形成另一种电子态。在第二篇论文中,该团队展示了缠扭的双层石墨烯系统会出现一种新的绝缘态——莫特绝缘体态(Mott Insulator),这种状态似乎由强大的电子间相互作用推动产生。

  两篇论文所报告的系统,可以通过改变扭转角度和电场来轻易调整。这意味着,该成果将提供一个全新的二维平台,以供科学家们理解曾长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题,并将打开一扇研究非常规超导体的大门,同时也为全新电学性能的开拓和工程化铺平道路。

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