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石墨烯研究的意外发现,是否能解开高温超导之谜?

最后,尽管石墨烯要在超低温下才会表现出超导电性, 但它仅需电子密度是常规超导体的万分之一,就能在相同温度下获得超导能力。在常规的超导体中,这个现象只在当振动允许电子形成一对一对时才出现,成对的电子会稳定它们的行进路径,使它们能在零电阻的情况下流动。但由于石墨烯中可用的电子是如此之少,因此它们可以成对的事实表明系统中的相互作用要比在常规超导体中发生的强的多。

关于在非常规超导体中电子会如何相互作用,物理学家各持己见。Robinson说:“高温超导体的其中一个瓶颈是,到现在为止,我们都不知道究竟是什么将电子粘合成对的。”

Bascones表示,基于石墨烯系统要比铜氧化物更容易研究,因此它们将更有益于超导电性的探索。举个例子,为了探索铜氧化物中超导电性的根源,物理学家通常需要将材料暴露在极强的磁场中。为了探索铜氧化物的不同行为,而对它们施以的”调节”,意味着不同样本的研究量的不断加大;而对于石墨烯而言,物理学家只需要简单的调整电场就能达到同样地效果。

物理学家 Kamran Behnia 就表示,虽然他承认麻省理工团队的发现表明了石墨烯是超导体,并且很可能是不寻常的超导体,但他并不认为他们可以笃定地宣称自己看到了莫特绝缘态。

物理学家现在还无法肯定的说——这两种材料中的超导机制是一样的。诺奖得主 Robert Laughlin 表示,现在还尚不清楚在铜氧化物中所看到的所有行为是否都可以发生在石墨烯中。但我们却有理由在这些新的实验所呈现出的足够多的超导行为中找到庆祝的理由。

为了更好地理解铜氧化物,物理学家已经在黑暗之中已摸索了30年。而最新的发现,或许刚刚为物理学家点亮了一束光。

编译:魔理郎

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本文经授权转载自公众号“ 原理”

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