近日，研究人員在三層石墨烯片中發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)電性的跡象，借助三層石墨烯，將會(huì)更快幫助研究人員了解銅氧化物中的超導(dǎo)性。

哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家Cory Dean表示，雙層石墨烯的超導(dǎo)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)非常困難，這需要兩個(gè)石墨烯層的原子晶格相對(duì)于彼此扭轉(zhuǎn)了1.1°的魔角時(shí)才能出現(xiàn)。而在三層石墨烯上面則不存在這種問題，三層石墨烯中每層的原子晶格都與上面下面的對(duì)齊，不需要再次扭轉(zhuǎn)，這種結(jié)構(gòu)是在產(chǎn)生多層石墨烯時(shí)自然形成的。

在此之前，21歲的麻省理工學(xué)院博士生曹原，他發(fā)現(xiàn)了石墨烯的這種魔角，并在《自然》上進(jìn)行了刊文。當(dāng)溫度冷卻到絕對(duì)零度即-273°C以上1.7°C時(shí)，兩層石墨烯如果堆成約1.1°的微妙角度，就會(huì)產(chǎn)生超導(dǎo)現(xiàn)象。

技術(shù)的研究方式變革了時(shí)代的研究成果，曹原發(fā)現(xiàn)了雙層石墨烯的超導(dǎo)現(xiàn)象，顛覆了前人使用氧化銅材料做超導(dǎo)電性研究。而曹原之久就通過簡(jiǎn)單的雙層石墨烯碳材料，提供了一個(gè)復(fù)雜超導(dǎo)物理的研究平臺(tái)。而現(xiàn)在，石墨烯超導(dǎo)的技術(shù)研究將要再次被革命。

另外，三層石墨烯還具備獨(dú)的光學(xué)特征，斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)的物理學(xué)家采用了現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法來對(duì)石墨烯薄片進(jìn)行分離。他們通過傳統(tǒng)的撕膠帶的方法，再加上之前Feng Wang團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)的新技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)了三層石墨烯中獨(dú)特的光學(xué)特征。

另外，該團(tuán)隊(duì)還用這些三層薄片作為制造電氣設(shè)備的材料，它們將三層薄片夾在氮化硼層之間，使石墨烯與污染物隔離并防止其發(fā)生彎曲。從而使得氮化硼層中的原子與石墨烯層中的碳原子精確對(duì)齊，但是在幾納米之外它們是偏移的。在大約10納米之后，層中的原子再次對(duì)齊，產(chǎn)生“莫爾”重復(fù)圖案，其在扭曲的雙層石墨烯中也是明顯的。每個(gè)重復(fù)的莫爾晶胞除了材料本身的電子外，還可以容納多達(dá)四個(gè)額外的電子，從而改變材料的導(dǎo)電性。

值得一提的是，研究人員將晶胞降溫低于2K時(shí)，電阻開始急劇下降，這是超導(dǎo)性的一個(gè)特性，另外當(dāng)他們對(duì)其施加磁場(chǎng)時(shí)，接近零的電阻直接消失了，這也是超導(dǎo)的另一個(gè)跡象。研究人員稱，現(xiàn)在還存在兩個(gè)問題，一方面電阻沒有完全歸零，可能是石墨烯薄片中的雜質(zhì)存在，另一方面，這些特性可能會(huì)限制它無法實(shí)現(xiàn)大面積超導(dǎo)。

毫無疑問，利用石墨烯作為超導(dǎo)材料的潛力是無限的，不過現(xiàn)在的試驗(yàn)還存在一定的偏差，后面也將會(huì)提升測(cè)試精度，進(jìn)一步完善石墨烯的超導(dǎo)試驗(yàn)。

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