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物理学家发现可以帮助开发超导体的石墨烯发现

  • 科学
  • 2019-08-07 18:47:52

当两个网格屏幕重叠时,一个屏幕偏移时会出现漂亮的图案。这些“莫尔图案”长期以来一直引起艺术家,科学家和数学家的兴趣,并已在印刷,时装和纸币中得到应用。

现在,罗格斯大学领导的团队通过发现在石墨烯中存在莫尔图案的情况下,电子将自己组织成条纹,如阵型中的士兵,为解决材料物理学中最持久的奥秘之一铺平了道路。

他们在“ 自然 ”杂志上发表 的研究结果 有助于寻找可在室温下工作的量子材料,如超导体。通过使电力传输和电子设备更有效,这种材料将大大降低能量消耗。

“我们的研究结果为将石墨烯(称为扭曲的双层石墨烯)与可在室温下工作的超导体连接起来的神秘感提供了必要的线索,”资深作者 Eva Y. Andrei说,他是物理和天文学系理事会教授 在 艺术与科学学院 在 Rutgers大学,新不伦瑞克省。

石墨烯 - 用于铅笔的原子级薄石墨层 - 是由碳原子制成的网状物,看起来像蜂窝状。它是一个伟大的电力导体,比钢铁强大得多。

罗格斯大学领导的研究小组研究了扭曲的双层石墨烯,它是通过叠加两层石墨烯并使它们稍微不对齐而形成的。这产生了“扭转角”,其导致莫尔图案,其在扭转角度改变时快速变化。

2010年,Andrei的团队发现,除了漂亮外,用扭曲双层石墨烯形成的莫尔图案对材料的电子特性产生了巨大影响。这是因为莫尔图案减慢了石墨烯中导电的电子并以极快的速度相互拉链。

在大约1.1度的扭转角度 - 即所谓的魔角 - 这些电子几乎停止了。缓慢的电子开始相互看见,并与邻居互动以锁定步态。结果,该材料获得了诸如超导性或磁性的惊人特性。

利用安德烈集团发明的技术研究扭曲的双层石墨烯,研究小组发现了一种状态,即电子将自身组织成强大且难以破碎的条纹。

“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,为这些系统的深层联系提供了新的证据,并为解开其持久的神秘性开辟了道路,”Andrei说。

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