石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

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瞭解這是一個難以在普通條件下實現的溫度!

石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

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:

石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

.....“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!”……

石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

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!

石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

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!

石墨烯的常溫超導,曹原的“魔角”石墨烯能實現嗎?

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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