作者wild2012 (世界末日)
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标题[新闻] 以「魔角」相叠的石墨烯惊现双重身分
时间Tue Mar 13 14:02:24 2018
以「魔角」相叠的石墨烯惊现双重身分，身兼绝缘体与超导体
Emma stein | 发布日期 2018 年 03 月 09 日 12:03 |奈米 尖端科技 材料
https://goo.gl/1NZqWo
神奇材料石墨烯又带来奇蹟特性！当科学家将两层石墨烯片相叠并旋转 1.1 度时，意外
发现石墨烯成为绝缘体，但当科学家额外添加电子之後，石墨烯又摇身一变成零电阻超导
体，双重身分转换好不自在！
自从 2004 年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈‧海姆和康斯坦丁‧诺沃肖洛夫，成功实
验从石墨中分离出石墨烯後，石墨烯就开始不断刷新各项极限值，比如它是目前世上最薄
却最坚硬的奈米材料（比钢还要强几百倍），也是目前世上电阻率最小的材料（约 10~6
Ω·cm，导电性比铜更强）。
而现在，由麻省理工学院、哈佛大学与日本国家物质材料研究机构（National
Institute for Materials Science）专家组成的团队，将两层石墨烯片以 1.1 度的「魔
角」（magic angle）堆叠，使蜂巢般的原子网格稍微交错，接着添加电子，意外发现这
种材料竟带来
「奇蹟」特性：既是绝缘体（电荷不能通过材料），也是科学家梦想中零电
阻的超导体（电子可以在没有电阻的情况下穿过材料）。
研究人员尝试过旋转各种角度，但只有以 1.1 度旋转相叠的石墨烯片其六边形蜂巢晶格
形成精确摩尔结构（moiré configuration），就像莫特绝缘体（Mott insulator）一样
，石墨烯片间的电子出现强烈静电相互作用，相互排斥而无法流动；而当研究人员添加额
外电子与原本敌不动我不动的电子结合後，电子竟突破初始绝缘状态并零电阻流动，就像
超导体一样
虽然去年科学家也能藉由掺杂其他材料来合成石墨烯超导体（在两层石墨烯片中间插入钙
原子），但这一次，新团队找到的是完全不依赖其他材料、又能身兼绝缘体的「纯石墨烯
超导体」。
团队在《自然》期刊连发两篇论文，这次研究还有另一个原因令人如此兴奋，是因为它可
能是开发能於室温下工作的超导体关键。大多数超导体只能在接近绝对零度的温度发挥零
电阻特性，科学家一直致力於寻求提高超导材料的临界温度，目前高温超导体的最高温度
纪录是马克普朗克研究所的 203K（-70°C）。
如果超导体能在室温发挥功力，将大幅减少冷却成本，医疗技术、电网、消费性电子产品
等变得更高效，潜力相当无比。
图来源：麻省理工学院
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这里没人贴这个新闻阿?
论文第一属名是一个18岁就申请通过进入MIT的天才中国人
天才的脑洞果然跟大家都不一样
简而言之，这个发现就是找到了，科学家梦想中的 常温超导体
所有有用到电的东西，都可能会有天翻地覆的改变
科技大跃近时代要来了吗?
有没有专业的可以说一下
这东西有这麽神吗???
这 有诺贝尔奖後补了吧.....
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 59.115.85.166
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Physics/M.1520920951.A.E4A.html
1F：推 zealeliot: 好神气的特性@@ 03/13 14:14
2F：推 zealeliot: 可以切换绝缘体跟超导体，也太梦幻应用性太广 03/13 14:19
3F：推 yyc2008: 2天前的3/11 pipidog大就贴了这个新闻 03/13 14:26
4F：→ yyc2008: 希望物理板众给愿意分享的板友多点肯定，不然会越来越少 03/13 14:28
5F：推 yyc2008: 人愿意主动分享，这将是本板的损失。理性讨论，勿逞口舌 03/13 14:32
6F：推 ocf001497: 这不是常温超导体吧0.0 稍微看了一下论文 感觉这个材 03/13 14:32
7F：→ ocf001497: 料可能跟高温超导有同样机制 有人可以解释一下为何机 03/13 14:32
8F：→ ocf001497: 制可能一样吗XD 03/13 14:32
9F：→ yyc2008: 之能，这样风气才会带上来。 03/13 14:32
10F：嘘 Eriri: 吐槽无力 flat band+电子交互作用力 本来就可能形成超导 03/13 14:57
11F：→ Eriri: 虽然说实现手段不同 但早就有单层graphene提高费米能後会 03/13 14:59
12F：→ Eriri: 形成超导的理论文章 03/13 14:59
13F：→ Eriri: 然後这是不是Mott绝缘体其实也存在疑问 03/13 14:59
14F：→ Eriri: 补充个基本观念 非常规超导最困难的其实未必是超导机制本身 03/13 15:08
15F：→ Eriri: 物理学家早就有一堆BCS以外可以形成超导的机制了 甚至即使 03/13 15:09
16F：→ Eriri: 是电子电子之间的互斥在适当条件下都可以形成超导 03/13 15:10
17F：→ Eriri: 一般非常规超导 困难的是除了超导以外的其他相 彼此跟超导 03/13 15:10
18F：→ Eriri: 之间的关联 03/13 15:10
19F：→ Eriri: 所以只有超导 根本一点都没甚麽特别的 这个工作真正值得关 03/13 15:11
20F：→ Eriri: 心的是到底是不是真的是Mott insulator 而不是单纯的Band i 03/13 15:12
21F：→ Eriri: nsulator 或者之後可不可以真的tune出类似其他非常规超导出 03/13 15:12
22F：→ Eriri: 现的类似pseudogap, CDW, nematic...之类的特别的相 03/13 15:13
23F：→ Eriri: 如果无法 那麽这个工作本身跟非常规超导的关联就没法成立 03/13 15:14
24F：→ Eriri: 甚至 这项工作其实目前也没有真正证明一般BCS理论没法解释 03/13 15:15
25F：推 Eriri: 我不是要嘘原po 只是想嘘赞在科学界这种无论对内跟对外都想 03/13 15:17
26F：→ Eriri: 要搏眼球的风气 03/13 15:18
我还以为是石墨烯独有的特点，看来还有很大一段路要走
27F：推 kanonehilber: 为何pipidog要删文 发生什麽事情了? 03/13 15:23
28F：→ wohtp: 唉，至少这个还有实际材料，Hawking前几天又在讲什麽虚数时 03/13 16:14
29F：→ wohtp: 间的... 03/13 16:14
30F：推 zealeliot: 霍金前几天说大霹雳前就有时间了 好玄阿 03/13 16:28
时间不过是人类定义出来的东西，或许外星人不叫作时间
想知道大霹雳前有甚麽? 那你可能要先找到宇宙的尽头，但宇宙有尽头吗?
或者更低次元仍然一片混沌的地方，唉...想那麽多干嘛还是乖乖去赚钱吧...
※ 编辑: wild2012 (59.115.85.166), 03/13/2018 17:16:20
31F：嘘 nlriey: 这还没到常温超导... 03/13 17:25
32F：→ wohtp: 虚数时间也没多玄啦，大概是假设大霹雳的时候spatial part 03/13 17:36
33F：→ wohtp: of metric tensor会变成零，所以所有的距离通通变零。但是 03/13 17:37
34F：→ wohtp: time-like part不能归零，因为大霹雳毕竟离我们只有有限时 03/13 17:38
35F：→ wohtp: 间。 03/13 17:39
36F：→ wohtp: 所以「合理假设」space part在大霹雳那点正负交替 03/13 17:40
37F：→ wohtp: ...可是这麽虚无飘渺的东西对媒体放话有鸟用？ 03/13 17:41
38F：→ mizys: 霍金哪有放话，明明是接受采访时说的 03/13 18:12
39F：推 jjsakurai: 同感，物理的战争现在不是争真理，是在经费，挺没意义 03/13 19:29
40F：→ jjsakurai: 的。 03/13 19:29
41F：→ caseypie: 我也记得大约七八年前就看过类似理论了 03/13 22:38
42F：→ caseypie: 当然实际做出来还是挺厉害的 03/13 22:38
43F：推 yeahhuman: 虚数时间也没不合理，毕竟有一个向量才能有个点大霹雳 03/14 07:50
44F：→ yeahhuman: 只是那向量是甚麽，霍金觉得是虚数时间 03/14 07:50
45F：推 skydark: 霍金走了.... 03/14 12:45
46F：→ YJM1106: 神：你知道的太多了 03/14 14:37
47F：→ sputtering: 霍金又被误会了 03/16 16:26