哈佛大学 艺术家演绎扭曲的三层石墨烯
信用:Polina Shmatkova & ampMargarita Davydova 2018年，当一层被称为石墨烯的超薄碳层被堆叠并扭曲成“神奇的角度”时，这种新的双层结构转化为超导体，允许电流在没有阻力或能量浪费的情况下流动，这一发现让物理世界燃起了熊熊大火
现在，从字面上看，哈佛大学的科学家通过增加第三层并旋转它来扩展超导系统，为基于石墨烯的超导性的持续发展打开了大门
这项工作在《科学》杂志的一篇新论文中有所描述，有朝一日可能有助于制造工作温度更高甚至接近室温的超导体
这些超导体被认为是凝聚态物理的圣杯，因为它们将在包括电力传输、运输和量子计算在内的许多领域带来巨大的技术革命
今天的大多数超导体，包括双层石墨烯结构，只能在超低温下工作
“扭曲石墨烯中的超导性为物理学家提供了一个实验上可控、理论上可行的模型系统，他们可以利用该系统的特性来破解高温超导的秘密，”该论文的合著者之一安德鲁·齐默曼(Andrew Zimmerman)说，他是哈佛大学物理学家菲利普·金(Philip Kim)实验室的博士后研究员
石墨烯是一个一个原子厚的碳原子层，比钢强200倍，但非常柔韧，比纸轻
它几乎总是被认为是热和电流的良导体，但却是出了名的难以处理
自从麻省理工学院物理学家巴勃罗·贾里洛-赫雷罗和他的团队在2018年通过他们的实验开创了“扭曲电子学”的能量场以来，解开扭曲双层石墨烯之谜的实验一直在进行，他们通过将石墨烯超导体扭曲到1°的神奇角度来制造石墨烯超导体
1度
哈佛大学的科学家们报告说，他们成功地堆叠了三层石墨烯，然后以这个神奇的角度扭曲每一层，产生了一种三层红色结构，这种结构不仅能够超导，而且比许多双层石墨烯更坚固，温度更高
新的和改进的系统对外部施加的电场也很敏感，这使得他们可以通过调节电场的强度来调节超导性的水平
该研究的另一位主要作者、博士生郝泽宇说:“它使我们能够在一个新的维度上观察超导体，并为我们提供了驱动超导体的机制的重要线索。”
D
文理研究生院的一名学生也在金氏集团工作
其中一种机制让理论家们非常兴奋
三层系统显示了它的超导性是由于电子之间强相互作用而不是弱相互作用的证据
如果是真的，这不仅有助于开辟高温超导的道路，还可能在量子计算中得到应用
“在大多数传统超导体中，电子高速运动，偶尔会交叉路径并相互影响
在这种情况下，我们说它们的相互作用是微弱的，”该研究的合著者、哈佛大学物理学教授阿什文·维斯瓦纳特实验室的博士后说
“虽然弱相互作用的超导体很脆弱，当加热到几个克尔温时就会失去超导性，但强耦合的超导体弹性更大，但却不为人所知
在简单可调的系统如三层中实现强耦合超导性可以为最终发展强耦合超导体的理论基础铺平道路，从而帮助实现高温甚至室温超导体的目标
" 研究人员计划在进一步的研究中继续探索这种异常超导性的本质
“我们了解得越多，我们就越有机会提高超导转变温度，”金说
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