工程師讓石墨烯材料同時(shí)具備超導(dǎo)性和超導(dǎo)性

發(fā)布：cyqdesign 2021-05-06 16:10 閱讀：1002

石墨烯正在解鎖更多的技能。來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的工程師們近日成功調(diào)整了這種成績(jī)優(yōu)異的材料，從而讓片狀材料的某些部分成為電絕緣體，而其他部分為超導(dǎo)體，兩個(gè)部分之間僅有納米的距離。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)用石墨烯制作電子元件來(lái)證明這一突破。

就其所有的超能力而言，石墨烯看似簡(jiǎn)單--它是一個(gè)由交聯(lián)的碳原子組成的二維薄片。但這使它成為電和熱的優(yōu)秀導(dǎo)體，而且它超級(jí)堅(jiān)固和靈活。但是在2018年，麻省理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)故事的一個(gè)奇怪的新變化。通過(guò)堆疊兩層石墨烯，然后將它們精確地扭曲到偏離 1.06 度，這種材料變得絕緣--直到施加一定的電壓，在這一點(diǎn)上它突然轉(zhuǎn)換為超導(dǎo)。

后來(lái)人們將其稱之為“魔角扭曲的雙層石墨烯”，這種特殊形式的材料后來(lái)被發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出一種以前未曾見(jiàn)過(guò)的磁性，在另一項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果有更多的薄片堆積在一起，效果會(huì)更加明顯。

在新的研究中，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員表明，他們可以將這種石墨烯的單一薄片同時(shí)變成絕緣體和超導(dǎo)體，不同的部分顯示出不同的特性，相隔僅有納米。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)制造約瑟夫森結(jié)（兩個(gè)超導(dǎo)體被一個(gè)超薄絕緣體隔開(kāi)的裝置）來(lái)展示新的石墨烯技術(shù)。

為了使石墨烯切換其導(dǎo)電性，該團(tuán)隊(duì)在不同的區(qū)域施加不同的電壓。這樣做，他們成功地創(chuàng)造了約瑟夫森結(jié)，即由兩個(gè)被薄絕緣體隔開(kāi)的超導(dǎo)體組成的電子元件。由于量子隧道的怪癖，極少量的電流將跳過(guò)絕緣體。

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