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科学家让石墨烯材料同时具备超导性和绝缘性

科学家让石墨烯材料同时具备超导性和绝缘性

发布日期:2021-05-11 作者: 点击:

来自苏黎世联邦理工学院的工程师们近日成功调整了石墨烯材料,从而让片状材料的某些部分成为电绝缘体,而其他部分为超导体,两个部分之间仅有纳米的距离。该团队通过用石墨烯制作电子元件来证明这一突破。

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就其所有的超能力而言,石墨烯看似简单——它是一个由交联的碳原子组成的二维薄片。但这使它成为电和热的优秀导体,而且它超级坚固和灵活。但是在2018年,麻省理工学院的一个团队发现了这个故事的一个奇怪的新变化。通过堆叠两层石墨烯,然后将它们精确地扭曲到偏离 1.06 度,这种材料变得绝缘,直到施加一定的电压,在这一点上它突然转换为超导。

后来人们将其称之为“魔角扭曲的双层石墨烯”,这种特殊形式的材料后来被发现表现出一种以前未曾见过的磁性,在另一项研究中,研究人员发现,如果有更多的薄片堆积在一起,效果会更加明显。

在新的研究中,苏黎世联邦理工学院的研究人员表明,他们可以将这种石墨烯的单一薄片同时变成绝缘体和超导体,不同的部分显示出不同的特性,相隔仅有纳米。该团队通过制造约瑟夫森结(两个超导体被一个超薄绝缘体隔开的装置)来展示新的石墨烯技术。

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为了使石墨烯切换其导电性,该团队在不同的区域施加不同的电压。这样做,他们成功地创造了约瑟夫森结,即由两个被薄绝缘体隔开的超导体组成的电子元件。由于量子隧道的怪癖,极少量的电流将跳过绝缘体。

通常情况下,这些结是用几种不同的材料制成的,但研究人员能够在一片石墨烯上建立一个结。接下来,研究小组计划创建一个更先进的组件,称为超导量子接口设备(SQUID),它是由两个连接的约瑟夫森结组成的环形结构。这些可能对构建量子计算机有用。

来源cnBeta.COM

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本文网址:http://www.sws-bj.com/news/586.html

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