英國《自然》雜誌日前連發兩篇物理學重磅論文, 報告了麻省理工學院科學家對非常規超導材料的行為的新見解, 這一發現轟動業界, 被稱為石墨烯超導的重大進展. 此類材料已讓物理學家困惑達幾十年之久, 而最新發現或有助於開發高溫超導材料, 用來製作強大的磁體或開發低功耗電子技術.
根據1957年的超導電性理論, 某些材料能夠以零電阻導電. 然而, 許多材料表現出所謂的非常規超導電性, 無法用該理論解釋.
此次, 美國麻省理工學院科學家帕博羅·加力羅-埃雷拉及其同事發現, 當兩層石墨烯以一個 '神奇角度' 纏扭在一起時, 它們表現出非常規超導電性. 也就是說, 研究團隊在兩層石墨烯中發現了新的電子態, 其可以簡單實現絕緣體到超導體的轉變, 而其屬性與銅氧化物 (其結構往往難以調整) 的高溫超導類似.
這種 '神奇角度' 的石墨烯除了會形成超導態——來源於電子之間的強吸引作用而產生零電阻, 還會形成另一種電子態. 在第二篇論文中, 該團隊展示了纏扭的雙層石墨烯系統會出現一種新的絕緣態——莫特絕緣體態 (Mott Insulator) , 這種狀態似乎由強大的電子間相互作用推動產生.
兩篇論文所報告的系統, 可以通過改變扭轉角度和電場來輕易調整. 這意味著, 該成果將提供一個全新的二維平台, 以供科學家們理解曾長期困擾物理學界的高溫超導電性的起源問題, 並將開啟一扇研究非常規超導體的大門, 同時也為全新電學性能的開拓和工程化鋪平道路.
