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石墨烯——即将开启非常规超导体的大门

长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题,即将被解答。超导研究一直是凝聚态物理领域一个充满活力的重大课题。高温超导体和其它非常规超导体的发现不断激发人们极大的研究热情。近期英国《自然》杂志连发两篇物理学重磅论文,报告了麻省理工学院(MIT)科学家对非常规超导材料的行为的新见解。据悉,自然界中许多材料所表现出的非常规导性,无法通过 1957巴丁(Bardeen)、库珀(Cooper)和施里弗(Schrieffer)开创性地提出的著名的超导电性理论(BCS)加以理解。

在麻省理工学院科学家的发现中,当两层石墨烯以一个“神奇角度”缠扭在一起时,它们表现出了非常规超导电性。也就是说,研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态,它可以简单实现绝缘体到超导体的转变,而该属性与铜氧化物的高温超导类似。并且,缠扭的双层石墨烯还会出现一种新的绝缘态——莫特绝缘体态(Mott Insulator),这种状态似乎由强大的电子间相互作用推动产生。

此次发现的缠扭的双层石墨烯,可以通过改变扭转角度和电场来轻易调整,而铜氧化物则很难做到。这意味着高温超导材料用于制作强大磁体或者低功率电子技术的开发速度将大大加快。同时也为全新电学性能的开拓和工程化铺平道路。

 
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