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英国剑桥大学圣约翰学院开发出可“唤醒”石墨烯超导能力的方法

2017-01-24 128浏览 标签: 英国石墨烯

2017年1月19日,英国剑桥大学圣约翰学院宣布该学院研究人员开发出了一种方法可以激活石墨烯的固有超导能力。该项发现进一步增强了石墨烯的潜在价值。

自从2004年被发现以来,科学家就推测石墨烯可能具有超导能力。但直到现在,石墨烯的超导能力也必须靠掺杂或者是将其置于超导材料上获得,但这会让石墨烯损失一些其固有优异特性。

在剑桥大学的这项新研究中,研究人员实现了对石墨烯的这种超导潜能的激活。他们是通过将石墨烯与镨铈铜氧化物(praseodymium cerium copper oxide,PCCO)耦合做到的。

石墨烯的超导性为这种材料带来了更大的应用可能。研究人员认为,这会使石墨烯能够用于制造新型超导量子设备进行高速计算。它还有可能用于证明p-波超导的存在,这是学者们努力了超过20年试图证明其存在的超导形式。

该项研究由剑桥大学圣约翰学院研究员Angelo Di Bernardo和Jason Robinson以及剑桥石墨烯中心教授Andrea Ferrari、耶路撒冷希伯来大学教授Oded Millo和挪威科技大学教授Jacob Linder领导。

PCCO是超导材料“铜氧化物(cuprates)”的一种,使用扫描隧道显微镜(scanning and tunnelling microscopy)研究人员可以区分PCCO的超导和石墨烯的超导。在PCCO中,电子对的自旋态是反平行的,也就是“d-波态”。

然而当石墨烯同PCCO耦合之后,实验结果证明石墨烯中的电子对是p-波态的。Robinson说:“我们在石墨烯中看到的是与PCCO中的超导极为不同的一种超导。这确实是一个重大进步,因为这意味着我们知道了这种超导不是来自于石墨烯之外,PCCO仅仅是释放出了石墨烯的内在超导性。”

该项研究还有更深远的意义。例如,它显示了石墨烯可以用于在超导电路中制造晶体管之类的器件,并且其超导性可以同分子电子学相结合。


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