我們比以往任何時候都更接近釋放石墨烯的超導能力

科學家現在比以往任何時候都更接近能夠使用作為– 以零電阻導電 – 使其可用於開發節能設備、改進醫學研究、升級電網等等。

新方法的關鍵是加熱碳化矽（SiC）晶體，本身就是超導體，直到矽原子全部蒸發。這使得兩個石墨烯層彼此疊置，在某些條件下，不會產生電流阻力。

類似的雙層方法也成功用於將石墨烯轉變為超導體今年早些時候。這裡的區別在於，層之間不必小心地形成角度，這應該更容易按比例複製。

從技術上來說，科學家發現了一種平帶電子不會遇到阻力的結構，因此無論其能階如何，它們都可以自由流動。

研究人員之前研究過雙層石墨烯，因為它是一種眾所周知的半導體。但這一次，研究人員在這些層中發現了一些以前未被注意到的東西。

“這是一個經過充分研究的系統的受監督財產，”一位研究人員說來自德國亥姆霍茲柏林中心 (HZB) 研究所的德米特里‧馬爾琴科 (Dmitry Marchenko)。 “以前不知道在如此簡單的眾所周知的系統中，能帶結構中存在平坦區域。”

科學家們確定，石墨烯層之間的相互作用以及碳化矽晶格的影響共同導致了平帶的產生。

他們使用了一種特殊的技術，稱為角分辨光電子能譜或 ARPES 來確定電子在非常高解析度下的行為方式。這是由貝西二號HZB 同步加速器粒子加速器。

另一個要求是達到一定的能階，稱為費米能階。這裡測試的兩層石墨烯足夠接近這一點，研究人員認為可以對其進行調整以相對容易地適應。

“我們可以用很少的參數來預測這種行為，並且可以使用這種機制來控制能帶結構，”團隊成員之一說道，來自 HZB 的奧利弗·雷德 (Oliver Rader)。

雖然我們之前已經看到石墨烯充當超導體，但這項最新研究使其比以往任何時候都更接近能夠適當擴展並在日常生活中有用的東西。之前取得的一些成功是透過添加其他金屬到石墨烯，但在這裡它自己完成所有工作。

科學家表示，該技術也顯示出在高溫下工作的前景，這與超低溫條件不同。之前的努力使石墨烯充當超導體，這是本研究的基礎。

石墨烯以其奇妙的工作方式繼續給我們帶來驚喜：單原子厚的層石墨超薄，但比鑽石更硬，比鋼更堅固。它在各方面都有潛力太陽能到水淨化。

在其原始狀態下，它已經是一種出色的電導體，現在看來我們正在接近終極的電導率 - 這要歸功於我們擁有的一些最先進的科學儀器。

該研究發表於科學進步。