石墨烯的常溫超導,曹原的「魔角」石墨烯能實現嗎?

2020-12-03 星辰大海路上的種花家

曹原發現的石墨烯，是常溫超導嗎？

其實曹原發現的石墨烯超導並不屬於常溫超導範疇，這在NATURE網上的付費下載論文首頁描述中就說明了：「weobservetunablezero-resistancestateswithacriticaltemperatureofupto1.7kelvin.」"我們觀察到臨界溫度高達1.7開爾文的可調零電阻狀態。"這個1.7開爾文表示的在比絕對零度高1.7K的溫度，換算成攝氏大約為：-271℃，這個溫度對於習慣以攝氏溫標的朋友肯定肯定非常了解這是一個難以在普通條件下實現的溫度！

上圖是曹原在NATURE上論文的截圖，如果您有興趣全文，不妨留言可以轉發，要不然NATURE可是付費下載的！曹原作為第一作者這在論文中的分量是很重的，年紀輕輕就獲得了不俗的成績，未來前途不可限量！那麼曹原發現的石墨烯超導是在什麼條件下實現的呢？截圖論文中做了大致描述：

.....「對二維超晶格中的弱電子-聲子相互作用這種非常規超導電性能進行了深入研究，以小角度扭曲下的石墨烯，發現大約在1.1°時發現了一個「魔法角」，在這個狀態下，1.7K時觀測到了零電阻狀態，這載流性能和銅氧化物的相圖類似，甚至包括與超導性能對應的圓頂區域！」……

上圖為實驗示意，兩層石墨烯以一個小角度扭曲加上1.7K的低溫條件下實現了低溫超導，儘管這個溫度甚至比已知材料中超導溫度都要低（我們極度需要高溫超導），但在以往的材料中都是以各種化合物為基礎的材料實現的，比如：銅氧化物超導體、重費米子超導體、金屬和合金超導體，鐵基超導體，甚至還有超出你理解的有機超導體！這些超導體無一例外是本身的屬性或者在化合物的屬性下實現，但石墨烯本不具超導性能，但雙層石墨烯在某個角度實現超導體，這應該屬於非常規超導中最另類的一個！這在超導領域研究開啟了一扇新的大門！

載流子調控下的"魔角"石墨烯超導

不具現實意義的石墨烯超導也許是未來的非常規超導的他山之石，當然如果能實現石墨烯這種單一材料的某角度常溫超導那自然再好不過，畢竟石墨烯本來就是一種可以成為超高強度材料的存在，在製造和應用領域的門檻，也許就將對普通場合開放！

比如經過簡單編織之後的超導電纜！當然我們現在討論這個應用還為時尚早！

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    96年出生的中國天才少年與石墨烯上的神秘魔角2018年3月5日，《自然》連續刊發兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文，其中提到的材料石墨烯，讓那些擔心摩爾定律極限的人曹原在自然雜誌上發表的石墨烯論文原因是曹原發現一個神奇的現象：
  • 「天才少年」曹原再次連發2篇Nature！「石墨烯駕馭者」王者歸來
    ，以調諧和控制電子-電子相互作用的強度，實現相似的物理行為。他們以六方氮化硼（hBN）封裝的MATBG為研究對象，使用納米級針尖掃描超導量子幹涉裝置（SQUID-on-tip）獲得處於量子霍爾態的朗道能級的斷層圖像，並繪製了局部θ變化圖。該設備的相對精度達到0.002度，空間解析度為幾個莫爾周期。兩年前，2018年3月6日，國際頂尖學術期刊Nature連刊兩文報導石墨烯超導重大發現，第一作者也是曹原。
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  • 「天才少年」曹原再次同日發表2篇Nature 石墨烯超導又有新突破
    · 石墨烯超導「天才少年」曹原再次同日發表2篇 Nature，石墨烯超導又有新突破曹原  圖片來源：Nature當地時間 5 月 6 日，美國麻省理工學院（MIT）博士生曹原在 Nature 同時發表兩篇論文，介紹魔角石墨烯研究的新突破。