石墨

石墨烯研究的意外发现,是否能解开高温超导

发布时间:2022/7/12 18:02:18   

年,荷兰物理学家HeikeKamerlinghOnnes惊讶地发现,当汞被冷却至接近绝对零度(零下.15摄氏度)时,电子可以通行无“阻”。他将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。

从那之后,物理学家就不断地想要找到高温超导材料,以应用在日常生活之中。然而,大多数材料只有在接近绝对零度时,才会转变为超导体。即使是所谓的“高温”超导体也只是在相对意义上的:目前零电阻导电的最高温度约为-oC。如果有哪种材料能够在室温下表现出超导电性,就可以为能量传输、医用扫描仪和交通领域带来革命性的改变。

3月5日,物理学家在两篇发表在《自然》期刊的论文中指出,当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时,就能在零电阻下导电。更确切地说,物理学家将两层只有原子厚的石墨烯以特别的角度堆叠在一起,当碳原子间的排列呈1.1度(这个角度就是所谓的“魔角”)的角度偏移时,就会使材料变为超导体。尽管该系统仍然需要被冷却至绝对零度以上1.7度,但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一旦该结果被确认,此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。

○其中一篇论文。两篇论文的第一作者均为在麻省理工就读的研究生YuanCao(曹原)。

图片来源:Nature

超导体大致可分为两种类型:可被主流超导理论解释的常规超导体,以及无法用主流理论解释的非常规超导体。最新的研究结果显示了石墨烯的超导行为是非常规的,并且表现出一些与另一种被称为铜氧化物的非常规超导体相似的属性。这种复杂的氧化铜可以在绝对零度的度之上导电。三十年来,尽管在寻找室温超导体的路上,铜氧化物一直是物理学家所

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