[新聞] 以「魔角」相疊的石墨烯驚現雙重身分,身兼絕緣體與超導體已回收
看板Gossiping作者csi9507121 (Corydoras)時間6年前 (2018/03/12 14:06)推噓262(274推 12噓 90→)留言376則, 304人參與討論串1/6 (看更多)
1.媒體來源:
科技新報technews
2.完整新聞標題:
以「魔角」相疊的石墨烯驚現雙重身分,身兼絕緣體與超導體
3.完整新聞內文:
神奇材料石墨烯又帶來奇蹟特性!當科學家將兩層石墨烯片相疊並旋轉 1.1 度時,意外
發現石墨烯成為絕緣體,但當科學家額外添加電子之後,石墨烯又搖身一變成零電阻超導
體,雙重身分轉換好不自在!
自從 2004 年英國曼徹斯特大學物理學家安德烈‧海姆和康斯坦丁‧諾沃肖洛夫,成功實
驗從石墨中分離出石墨烯後,石墨烯就開始不斷刷新各項極限值,比如它是目前世上最薄
卻最堅硬的奈米材料(比鋼還要強幾百倍),也是目前世上電阻率最小的材料(約 10~6
Ω·cm,導電性比銅更強)。
而現在,由麻省理工學院、哈佛大學與日本國家物質材料研究機構(National
Institute for Materials Science)專家組成的團隊,將兩層石墨烯片以 1.1 度的「魔
角」(magic angle)堆疊,使蜂巢般的原子網格稍微交錯,接著添加電子,意外發現這
種材料竟帶來「奇蹟」特性:通電前是絕緣體(電荷不能通過材料),通電後是科學家夢
想中零電阻的超導體(電子可以在沒有電阻的情況下穿過材料)。
研究人員嘗試過旋轉各種角度,但只有以 1.1 度旋轉相疊的石墨烯片其六邊形蜂巢晶格
形成精確摩爾結構(moiré configuration),就像莫特絕緣體(Mott insulator)一樣
,石墨烯片間的電子出現強烈靜電相互作用,相互排斥而無法流動;而當研究人員添加額
外電子與原本敵不動我不動的電子結合後,電子竟突破初始絕緣狀態並零電阻流動,就像
超導體一樣。
雖然去年科學家也能藉由摻雜其他材料來合成石墨烯超導體(在兩層石墨烯片中間插入鈣
原子),但這一次,新團隊找到的是完全不依賴其他材料、又能身兼絕緣體的「純石墨烯
超導體」。
團隊在《自然》期刊連發兩篇論文,這次研究還有另一個原因令人如此興奮,是因為它可
能是開發能於室溫下工作的超導體關鍵。大多數超導體只能在接近絕對零度的溫度發揮零
電阻特性,科學家一直致力於尋求提高超導材料的臨界溫度,目前高溫超導體的最高溫度
紀錄是馬克普朗克研究所的 203K(-70°C)。
如果超導體能在室溫發揮功力,將大幅減少冷卻成本,醫療技術、電網、消費性電子產品
等變得更高效,潛力相當無比。
4.完整新聞連結 (或短網址):
https://goo.gl/1NZqWo
5.備註:
常溫超導體...
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 210.69.138.160
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1520834779.A.4F3.html
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