【美国科学家证明,只要破解魔角数据石墨烯原子超导层可无限堆叠】
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石墨烯是一种单原子薄的材料 , 可以从铅笔芯中发现的相同石墨中剥离 , 这种超薄材料完全由碳原子制成 , 碳原子以简单的六边形排列 , 类似于铁丝网 , 自从发现分离以来 , 科学家们发现石墨烯以单层形式表现出许多显著的特性 。 之前麻省理工学院的科学家们发现如果两个石墨烯层以非常特定的“魔法”角度堆叠 , 扭曲的双层结构可能会表现出强大的超导性 。 昨天 , 同一研究小组发现 , 扭曲的三层石墨烯中存在类似的超导状态 , 这是一种由三层石墨烯以精确、新的魔角堆叠而成的结构
现在 , 该团队报告说 , “你猜到了 , 四层和五层石墨烯可以扭曲并以新的魔角堆叠 , 从而在低温下产生强大的超导性 。 我们的论文确立了石墨烯的各种扭曲和堆叠结构 , 成为第一个已知的多层魔角超导体家族 。 该团队还确定了石墨烯家族成员之间的异同 。 ”
这些发现可以作为设计实用室温超导体的蓝图 。 如果家庭成员之间的特性可以在其他自然导电材料中复制 , 那么可以利用它们 , 例如 , 在不耗散的情况下输送电力 , 或者建造运行时没有摩擦的磁悬浮列车 。 “魔角石墨烯系统现在是一个合法的家庭 , 超越了之前的多个系统 。 ”首席科学家解释说公园说 , 同时也是这个团队 , 他们是全球第一个发现魔角石墨烯的团队 , 这种石墨烯是由两个石墨烯片构成的双层结构 , 一个置于另一个之上 , 以1.1度的精确角度略微偏移 。
这种扭曲的结构被称为莫尔超晶格 , 在超低温下将这种材料转变为一种强大而持久的超导体 。 科学家还发现 , 这种材料表现出一种称为“平带”的电子结构 , 在这种结构中 , 材料的电子具有相同的能量 , 而不管其动量如何 。 在这种平带状态下 , 在超低温下 , 通常狂热的电子集体减速到足以配对 , 形成所谓的库珀对 , 这是超导电性的基本成分 , 可以在没有电阻的情况下流过材料
来自美国另一家大学的一组推导出的计算从数学上证实了三个石墨烯层在1.6度扭曲时也会表现出平带 , 并表明它们是超导体 。 测试表明 , 如果以正确的方式堆叠和扭曲 , 在他们预测的角度 , 表现出超导性的石墨烯层的数量没有限制 。 最后 , 科学家们证明了他们可以从数学上将每一种多层结构与一种常见的平带结构联系起来 。
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