石墨烯扭轉(zhuǎn)“角度”可變超導(dǎo)體
英國《自然》雜志日前連發(fā)兩篇物理學重磅論文,報告了麻省理工學院(MIT)科學家對非常規(guī)超導(dǎo)材料的行為的新見解,這一發(fā)現(xiàn)轟動業(yè)界,被稱為石墨烯超導(dǎo)的重大進展。此類材料已讓物理學家困惑達幾十年之久,而最新發(fā)現(xiàn)或有助于開發(fā)高溫超導(dǎo)材料,用來制作強大的磁體或開發(fā)低功耗電子技術(shù)。
根據(jù)1957年的超導(dǎo)電性理論,某些材料能夠以零電阻導(dǎo)電。然而,許多材料表現(xiàn)出所謂的非常規(guī)超導(dǎo)電性,無法用該理論解釋。 此次,美國麻省理工學院科學家帕博羅·加力羅-埃雷拉及其同事發(fā)現(xiàn),當兩層石墨烯以一個“神奇角度”纏扭在一起時,它們表現(xiàn)出非常規(guī)超導(dǎo)電性。也就是說,研究團隊在兩層石墨烯中發(fā)現(xiàn)了新的電子態(tài),其可以簡單實現(xiàn)絕緣體到超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變,而其屬性與銅氧化物(其結(jié)構(gòu)往往難以調(diào)整)的高溫超導(dǎo)類似。 這種“神奇角度”的石墨烯除了會形成超導(dǎo)態(tài)——來源于電子之間的強吸引作用而產(chǎn)生零電阻,還會形成另一種電子態(tài)。在第二篇論文中,該團隊展示了纏扭的雙層石墨烯系統(tǒng)會出現(xiàn)一種新的絕緣態(tài)——莫特絕緣體態(tài)(Mott Insulator),這種狀態(tài)似乎由強大的電子間相互作用推動產(chǎn)生。 兩篇論文所報告的系統(tǒng),可以通過改變扭轉(zhuǎn)角度和電場來輕易調(diào)整。這意味著,該成果將提供一個全新的二維平臺,以供科學家們理解曾長期困擾物理學界的高溫超導(dǎo)電性的起源問題,并將打開一扇研究非常規(guī)超導(dǎo)體的大門,同時也為全新電學性能的開拓和工程化鋪平道路。 |