新的研究表明，以非常特异的角度扭曲的石墨烯片的三叠叠层可以证明幸存暴露于强烈磁场的超导性。该研究发表在杂志自然。
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超导体 - 能够导电而不抵抗的物质 - 准备形成未来技术和电子进步的基础，特别是在量子计算中。
虽然传统的导体逐渐失去阻力，因为它们变冷 - 允许更多的电子对流动 - 超导体具有“临界温度”，其在这种情况下完全丢失，允许自由流动。
事实上，大多数材料只有在非常低的温度下欧洲杯足球竞彩才能成为超导体，这使得接近室温的超导体成为材料科学领域的“圣杯”。欧洲杯线上买球
在房间温度超导行为附近是在石墨烯 - 六边形布置中的单层碳原子层中可以看到的东西。当这些原子薄的石墨烯片是双堆叠的时候，并且施加小捻度时，它们开始充当超导体 - 即使在接近室温下也是如此。
高温不是唯一的“关闭”材料中的超导。暴露于高磁场也可以将超导体敲入常规导电状态。这对磁共振成像（MRI）器件的开发人员构成了挑战，依赖于超导电性和强烈磁场的机器。
超导和石墨烯关系之间的扭曲
Physicists from the Massachusetts Institute of Technology have found that not only is bilayer graphene a superconductor with a higher critical temperature, adding a third layer and applying a very specific angle — 54.7356° also known as the ‘magic angle’ — seems to allow superconductivity to be retained even in strong magnetic fields¹.
由麻省理工学院物理学教授Pablo Jarillo-Herrero领导的研究小组发现，当三层石墨烯以这种方式扭曲时，它似乎在磁通密度高达10特斯拉的磁场中表现出超导性。这是标准超导体材料所能承受的强度的三倍。
研究人员认为他们看到的是一种罕见的超导体形式，称为旋转三重态超导。
“这项实验的价值是它教导我们关于基本超导，关于材料如何表现，”欧洲杯足球竞彩Jarillo-Herrero说。“所以随着这些经验教训，我们可以尝试为其他材料设计原则，这更容易制造，这可能会给你更好的超导。”欧洲杯足球竞彩
是什么让指挥'超级'？
超导体工作原理的最引人注目的演示之一是，在超导体材料的顶部放置一个普通磁铁，然后用液氮冷却。在这个实验中，磁铁“悬浮”在超导体上方。普通导体通过电磁感应在经过它的磁体中产生电流，超导体通过诱导表面电流将磁场“推”出去。超导体不是让磁场通过它——通过磁通量来测量——而是充当一个极性相反的假磁体，排斥“真正的”磁体——这种现象被称为迈斯纳效应。
解释超导性的关键在于理解在极低温度下电子在材料中的行为。欧洲杯足球竞彩热能使材料中的原子随机振动，温度越高，原子振动得越快。
在高温下，具有相同负电荷的电子相互排斥，成为自由粒子。欧洲杯猜球平台然而，在固体和液体中，电子之间仍然有微小的吸引力，在低温下，电子聚集在一起，形成所谓的库珀对。
在Cooper对 - 以20世纪50年代中期首次描述这种配对现象的美国物理学家莱昂库珀中命名 - 电子旋转相反。这是一个量子的机械量，其描述了在暴露于磁场时粒子的行为。一个电子拥有旋转“向上”，另一个电子旋转'下来。这种状态被描述为旋转单线。
库珀粒子对在超导体中不受阻碍地运动，直到它们暴露在强磁场中。然后电子被拉向相反的方向，将库珀配对撕开。
因此，磁场破坏超导性。这至少是旋转态超导体的情况。对于诸如旋转三态超导体的异种超导体，情况可以是完全不同的。
更多的Super超导体
在一些异种超导体中，电子配对相同的旋转而不是相反的旋转 - 或所谓的旋转三重胶质对。
旋转描述粒子如何在磁场中表现。相欧洲杯猜球平台对旋转的颗粒在相反的方向上移动。然而，如果这些电子具有相同的旋转，则Cooper配对不会被破坏。然后保持超导性，即使在极强的磁场中也是如此。
Jarillo-Herrero和他的团队——已经因为他们在扭曲石墨烯的电子特性方面的开创性工作而闻名——想要发现的是，魔角三层石墨烯是否会显示自旋三态超导的迹象。
研究人员以前观察到魔角双层石墨烯的这种现象的迹象，但它们的新研究表明，当添加额外的层时，效果要强大，具有在较高温度下保持的超导性。
令人惊讶的是，三层石墨烯在强磁场中保持超导，在其双层对应物中会擦拭。为了测试这一点，研究人员将魔法角三层石墨烯暴露于越来越强度的磁场。他们发现超导性以比强度消失，但是石墨烯在高场强度处恢复超导性。
这种行为在传统的自旋单线态超导体中是看不到的。
重新引入的超导率持续到魔法角三层石墨烯上，达到10个特斯拉的磁通量，但这是团队磁铁可以实现的最大通量。这意味着这种复活的超导性实际上可能持续存在甚至更强的领域。
团队达成的结论;魔法角三层石墨烯不是研磨的超导体。
“在Spin-Singlet超导体中，如果你杀了超导，它永远不会回来 - 它已经很好了，”MIT博士后研究员袁曹。到了这里，它又出现了。所以这肯定说明这种材料不是自旋单线态。”
问题是：材料展示的旋转状态究竟是什么？这是团队现在将尝试进一步调查的东西。即使有这个问题尚未得到答复，我们仍然可以预测从这种促进抗磁场的抗抵抗力的应用程序。
魔法角三层石墨烯超导体的应用
这种类型的超导体可以抵抗高磁场的事实使得在一系列应用中非常有用;特别地，磁共振成像（MRI），其在强烈磁场下使用超导导线到图像生物组织。
功能运行的MRI器件目前限于它们抵抗不超过3个Tesla的磁通量的能力，因此如果魔法角图石墨烯三聚体显示旋转三重态超导，则可以在这种机器中使用以提高它们对磁通量的抵抗力。净结果应该是MRIS，可以产生人体组织的更尖锐和更深的图像。
魔法角三层石墨烯可以用于量子计算机，提供更耐超导和更强大的机器。
“常规的量子计算非常脆弱。你看着它，噗的一声，它就消失了。”Jarillo-Herrero说。“大约20年前，理论家们提出了一种拓扑超导性，如果在任何材料中实现，就可以使量子计算机的状态非常稳定。”
这使得量子计算机的计算能力远远超过了现有的任何东西。然而，该团队还不知道他们在魔法角三层石墨烯中发现的奇异超导性是否是促进这种计算效率的合适类型。
“实现这将是一定类型的旋转三态超导体的关键成分。我们不知道我们的类型是否为此类型，“总结Jarillo-Herrero。“但即使不是，也可以让Tri联系石墨烯与其他材料更容易，以将这种超导性的工程师。欧洲杯足球竞彩
“这可能是一个重大突破。但它仍然超短了。“
参考资料及进一步阅读
¹jarillo-herrero。P.，Cao。y.，公园。J. M.，等,[2021] moiré石墨烯中的保利极限违逆和再入超导性。自然。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03685-y
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