英国《自然》杂志日前连发两篇物理学重磅论文, 报告了麻省理工学院科学家对非常规超导材料的行为的新见解, 这一发现轰动业界, 被称为石墨烯超导的重大进展. 此类材料已让物理学家困惑达几十年之久, 而最新发现或有助于开发高温超导材料, 用来制作强大的磁体或开发低功耗电子技术.
根据1957年的超导电性理论, 某些材料能够以零电阻导电. 然而, 许多材料表现出所谓的非常规超导电性, 无法用该理论解释.
此次, 美国麻省理工学院科学家帕博罗·加力罗-埃雷拉及其同事发现, 当两层石墨烯以一个 '神奇角度' 缠扭在一起时, 它们表现出非常规超导电性. 也就是说, 研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态, 其可以简单实现绝缘体到超导体的转变, 而其属性与铜氧化物 (其结构往往难以调整) 的高温超导类似.
这种 '神奇角度' 的石墨烯除了会形成超导态——来源于电子之间的强吸引作用而产生零电阻, 还会形成另一种电子态. 在第二篇论文中, 该团队展示了缠扭的双层石墨烯系统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.
两篇论文所报告的系统, 可以通过改变扭转角度和电场来轻易调整. 这意味着, 该成果将提供一个全新的二维平台, 以供科学家们理解曾长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题, 并将打开一扇研究非常规超导体的大门, 同时也为全新电学性能的开拓和工程化铺平道路.
