物理科技生物学-PHYICA

物理学家发现石墨烯有助于发マーク.アンソニー展超导体

纳米技术 2021-12-30 23:58:10

罗格斯大学托德·贝茨 左图:这张图片是用扫描隧道显微镜拍摄的,显示了扭曲双层石墨烯的“魔角”云纹图案

右图:扫描隧道电荷光谱学是伊娃·安德烈(Eva Andrei)教授的团队发明的一项技术,它揭示了相互关联的电子,如左图中“魔角”扭曲双层石墨烯中形成的交替的正(蓝色)和负(红色)电荷条纹所示

学分:蒋雨航/罗格斯大学-新不伦瑞克 当两个筛网重叠时,当一个筛网偏移时,会出现美丽的图案

这些“云纹图案”长期以来一直吸引着艺术家、科学家和数学家,并在印刷、时尚和纸币中得到了应用

现在,一个由罗格斯大学领导的团队已经为解决材料物理学中最持久的谜团之一铺平了道路,他们发现在石墨烯中存在莫尔图案的情况下,电子会像士兵一样组织成条纹

他们的发现发表在《自然》杂志上,可能有助于寻找在室温下工作的量子材料,如超导体

这种材料将通过提高电力传输和电子设备的效率来大幅降低能耗

资深作者伊娃·Y说:“我们的发现为石墨烯的一种形式——扭曲双层石墨烯——与可以在室温下工作的超导体之间的神秘联系提供了重要线索。”

安德鲁,罗格斯大学艺术与科学学院物理与天文系董事会教授

石墨烯——铅笔中使用的石墨的原子薄层——是一种由碳原子制成的网状结构,看起来像蜂窝

它是一种很好的导电体,比钢强得多

扭曲双层石墨烯中莫尔图案的示意图

学分:伊娃·安德烈/罗格斯大学-新不伦瑞克 罗格斯大学领导的团队研究了扭曲的双层石墨烯,它是通过叠加两层石墨烯并稍微错位而形成的

这就产生了一个“扭曲角”,当扭曲角改变时,会产生一个快速变化的云纹图案

2010年,安德烈的团队发现,扭曲的双层石墨烯形成的云纹图案除了漂亮之外,还对材料的电子特性产生了巨大的影响

这是因为云纹图案减缓了电子在石墨烯中导电的速度,并以极快的速度相互掠过

以大约1°的扭转角

1度,也就是所谓的魔角,这些电子几乎完全停止

缓慢的电子开始相互看见,并与它们的邻居相互作用,同步运动

结果,这种材料获得了惊人的性能,如超导性或磁性

利用安德烈团队发明的研究扭曲双层石墨烯的技术,研究小组发现了一种状态,在这种状态下,电子将自己组织成结实且难以断裂的条纹

安德烈说:“我们的团队发现这一特征与高温超导体中的类似观察结果非常相似,为这些系统背后的深层联系提供了新的证据,并为解开它们持久的谜团开辟了道路。”

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