石墨烯超导性的新突破推动其达到更高的温度
石墨烯是一种不可思议的材料。它只有一个原子厚,但强度却比钢高出 200 倍。它是碳原子的晶格,可以导电。在适当的条件下,它是一种超导体,因此电流不会遇到阻力。
我们只知道石墨烯具有超导性自 2018 年起。将两层石墨烯叠放在一起。它们并不是完美重叠的,而是稍微扭曲了 1.1 度。将两层石墨烯冷却到略高于绝对零度,瞧!超导石墨烯就诞生了。
据报道科学,新工作增加了一层额外的石墨烯。这种石墨烯三明治中的超导性是在略有不同的扭曲角度(平均 1.56 度)下实现的,但温度更高——尽管仍然只比绝对零度高几度。这一发现本身很有趣,因为我们正在更多地了解石墨烯。然而,它具有更广泛的意义。它使研究人员能够以全新的方式研究超导性。
三层石墨烯超导体对外部施加的电场敏感。通过调节该场的强度,研究人员可以控制系统的超导水平。研究人员现在有了一种可调节的方法来研究超导性。
“扭曲石墨烯的超导性为物理学家提供了一个实验上可控制、理论上可获得的模型系统,他们可以利用该系统的特性来破解高温超导的秘密,”该论文的共同主要作者之一、哈佛大学博士后研究员安德鲁·齐默尔曼 (Andrew Zimmerman) 在一篇陈述。
“它使我们能够从新的维度观察超导体,并为我们提供了有关驱动超导机制的重要线索,”该研究的另一位主要作者、哈佛大学博士生郝泽宇补充道。
超导的终极目标是创造一种在室温下具有超导性的材料。去年,宣布了这一消息,但没有什么复杂之处。它只是少量的材料,要成为超导体,必须在 250 万个大气压的压力下将其挤压在两颗钻石之间。这真的不能称之为“将改变我们生活的神奇材料”。
新的三层石墨烯已证明其超导性是由电子之间的强相互作用驱动的。人们认为这种机制对于制造稳定的高温超导体非常重要,但尚未完全了解。该系统可以为超导理论提供关键见解。
Kim 表示:“我们了解得越多,就越有机会提高超导转变温度。”