2021年4月13日
创建二维材料（仅几个原子厚）通常是一个需要复杂设备的艰巨过程。2020欧洲杯下注官网因此，科学家惊讶地看到2D水坑在三维超导体内出现 - 一种材料，使电子能够以100％的效率和零电阻传播 - 没有提示。
在这些水坑内，超导电子的作用好像它们被限制在一个令人难以置信的薄薄片状平面中，这种情况需要它们以某种方式越过另一个维度，在这种情况下，适用量子物理的不同规则。
“这是紧急行为的诱人例子，通常难以或不可能通过试图从头开始设计它，”斯坦福大学教授，斯坦福大学材料与能源科学研究所（SIMES）的调查员Hari Manoharan说，负责研究的SLAC国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory）欧洲杯足球竞彩说。欧洲杯线上买球
“好像何时赋予了超导体的力量，”他说，“ 3D电子选择自己生活在2D世界中。”
研究小组称这种新现象“跨二维超导性”，”并在美国国家科学院论文集欧洲杯线上买球今天，他们建议这就是3D超导体在突然转移到绝缘状态之前重新组织自己的方式，在该状态下，电子被局限于其家原子，根本无法四处走动。
“我们发现电子以意想不到的方式行事的系统。这就是物理学的美丽，”在研究时，SLAC和Stanford的博士后研究员Carolina Parra说，他进行了实验，导致了这一有趣的结果的可视化。“我们很幸运能找到这种行为。”
电子表现奇怪
尽管一个多世纪以前发现了超导性，但其实用性受到以下事实的限制：材料仅在接近深空的温度下才能获得超导。欧洲杯足球竞彩
因此，1986年的宣布科学家发现了一系列新的且出乎意料的超导材料，这些材料在高得多的工作（尽管仍然非常寒冷）中，温度引起了一项研究的海啸，直到今天，其目的是弄清楚新的是如何弄清楚新的。欧洲杯足球竞彩欧洲杯足球竞彩材料可在更接近室温的应用程序（例如非常高效的电源线和磁磁火车）上运行和开发版本。
这项研究始于一个高温超导体，称为BPBO，其四种原子成分 - 钡，铅，二氧化碳和氧气。它是由当时的博士生Paula Giraldo-Gallo在斯坦福教授和西姆斯调查员伊恩·费舍尔（Ian Fisher）的实验室合成的。
当那里的研究人员通过常规测试进行了测试，包括确定其在超导阶段和绝缘阶段翻转的过渡温度（例如水变为蒸汽或冰） - 他们意识到他们的数据表明电子表现出行为，好像它们被限制在超薄的，材料中的2D层或条纹。这是一个难题，因为BPBO是一个3D超导体，其电子通常可以自由地朝着自己喜欢的任何方向移动。
引人入胜的是，Manoharan的团队仔细观察了扫描隧道显微镜或STM - 一种可以识别甚至移动材料前几层原子层中的单个原子的仪器。
相互作用的水坑
他们发现，条纹似乎与材料原子的组织方式或表面上的微小凸起和凹陷没有关系。
“相反，条纹是电子的行为，好像它们被限制在材料中的2D，水坑状的区域一样，”帕拉说。“水坑之间的距离足够短，以至于电子可以'看到'并相互交互，从而使它们能够不受阻力移动，这是超导性的标志。”
随着科学家仔细调整了超导体成为绝缘体的温度和其他条件，2D水坑出现了。
他们的观察结果与“新兴电子粒度”由俄亥俄州立大学和同事的Nandini Trivedi开发的超导体。
“我们做出的预测与超导体的标准范式有关，”特里维迪说。“通常，超导体的强度越强，打破超导电子对之间键所需的能量越多 - 我们称之为能量差距的一个因素。但是我的小组预测，在这种特定类型的无序超导体中，相反的情况是正确：该系统将形成超导性强的新兴水坑，但对将其对以比预期的要少得多的能量破裂。
“看到斯坦福集团的STM测量结果证实了这些预测，真是令人兴奋！”
传播科学欧洲杯线上买球
帕拉说，结果对制作2D材料具有实际影响。欧洲杯足球竞彩
“制造2D材料的大多数方法都是工程方法，例如生长薄膜的几个原子层厚实或欧洲杯足球竞彩在两种材料之间创建尖锐的界面并将2D状态限制在那里，”她说。“这为到达这些2D超导状态提供了另一种方法。它更便宜，您不需要需要非常低温的精美设备，并且不需要几天和几周。唯一棘手的部分是获得构图2020欧洲杯下注官网材料恰到好处。”
Parra现在领导智利Valparai-So的Federico Santa Mari-A技术大学实验室，重点是纳米级生物材料的跨学科研究。欧洲杯足球竞彩她最近赢得了一项赠款，以收购和运营南美首个低温扫描隧道显微镜，她计划使用该隧道显微镜继续进行这一研究。
“当我在实验室里有这个设备时，”2020欧洲杯下注官网她说，“我将与我在哈里实验室中学到的所有知识联系起来，并用它来教新一代研究人员，这些研究人员将在智利开展纳米科学和纳米技术。”欧洲杯线上买球
该研究由科学办公室资助。欧洲杯线上买球
资源：http://www.slac.stanford.edu/