日本研究人員找到了一種製造「神奇材料」的方法超導——這意味著電流可以零電阻流過它。 這種新特性為石墨烯本已令人印象深刻的屬性增添了新的屬性，例如它比鋼更堅固，比鑽石更堅硬，並且具有令人難以置信的柔韌性。
但即使對於石墨烯來說，這也是一件大事，因為當電流可以無阻力地流動時，它可以導致電子設備的效率顯著提高，更不用說電源線了。 目前，能源公司正在失去約 7% 的能量由於電網中的電阻而產生熱量。
別太興奮了，石墨烯超導性的演示是在超冷的 -269 攝氏度下進行的，所以我們不會很快用石墨烯製造電源線。
但什麼是令人興奮的是，這項研究表明石墨烯可用於建構奈米尺寸的高速電子設備。 想像一下，依靠微型石墨烯電路的電腦可以節省多少電力，這些電路能夠使電子四處移動，而不會將能量浪費為熱量。
對於那些還不熟悉石墨烯的人來說，這種材料是一層單原子厚的石墨（構成鉛筆的材料），由排列成六邊形蜂巢圖案的碳原子組成。
石墨烯內部的電子已經非常特殊，因為它們能夠呈現一種稱為狄拉克錐的特殊狀態，在這種狀態下它們的行為就好像沒有質量一樣。 這使得它們速度非常快，但儘管石墨烯是一種非常高效的導體，但它並不是一種 ,這是一種需要零阻力的狀態。
現在，來自東北大學和東京大學的一個團隊透過製造兩片石墨烯片並在它們之間插入鈣原子，成功地實現了超導性——有點像鈣三明治，石墨烯充當麵包。
高橋隆
這些石墨烯片生長在碳化矽晶體（上圖中的 SiC 基板）上，團隊能夠證明，當溫度達到 4 開爾文（-269 攝氏度）左右時，材料的導電率會迅速提高滴- 超導性的明確指示。
超導性通常依賴電子不像通常那樣相互排斥，而是配對，這樣它們就可以毫不費力地流過材料。 正如你可以想像的那樣，當這種情況發生在一種電子已經表現得像沒有品質的材料中時，科學家們會非常興奮。
“這很重要，因為石墨烯中沒有質量流動且沒有阻力的電子可能會導致最終高速奈米電子設備的實現，”東北大學解釋。
就在去年研究人員能夠透過在石墨烯上塗上鋰來使其具有超導性，但日本團隊現在已經成功實現了同樣的目標，同時保持了材料的原始狀態。
他們還證明，當石墨烯雙層單獨存在時，或者當石墨烯雙層被鋰包裹時，超導性不會發生，這表明鈣原子對該過程很重要 - 儘管研究人員承認他們仍然不知道知道石墨烯中發生了什麼現象來實現超導，所以還有更多的工作要做。
但如果他們能弄清楚發生了什麼，他們也許能夠調整這個過程，並找到一種方法在更高的溫度下實現石墨烯的超導性，這將是巨大的。
正如我們之前提到的，石墨烯不太可能用於建造電力線——還有更多有前途的高溫超導體這將更適合這項工作 - 但它可以徹底改變我們的電腦。
“最新成果為超高速超導奈米裝置的進一步發展鋪平了道路，”東北大學說， 「比如一個裝置，在其積體電路中使用超導石墨烯。
我們期待看到石墨烯接下來會做出什麼驚人的事情。
該研究已出版於ACS 奈米。
