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石墨烯超晶格超导 曹原发现的石墨烯,是常温超导吗?

2020-10-02知识9

曹原发现的石墨烯,是常温超导吗? 这又是一个媒体乱报道的例子。曹原的工作分为两篇文章,分别是《Correlated insulator behaviour at half-filling in magic-angle graphene superlattices》和《Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices》。只需要看看摘要就知道,石墨烯“魔角”产生的超导距离常温超导还远得很:图中高亮的一小段:1.7 kelvin,也就是1.7开尔文。上图是电阻与温度之间的关系。可以看到,在角度为1.05度的「魔角」处,电阻会在1.7K左右的时候突然降低到零。这就是超导。但是1.7K的温度,离「常温超导」还差得远呢!0K到1K的温差,就相当于1摄氏度到2摄氏度的温差。而零摄氏度在开尔文温标下,相当于273K!所谓的「常温」,大概需要达到300K的转变温度才可以。现在比较高温的超导体,大概能达到100多K的转变温度,也就是零下一百多度。即便是这么低,也已经是非常之高了。那么,既然转变温度这么低,为什么能发顶级期刊呢?为什么是很好的工作呢?因为曹原的工作开启了一个新的范式—在二维、石墨烯六边形结构上的超导。前段时间还有另一个新闻,赵忠贤院士领导的铁基超导体获得了国家自然科学进步一等奖,温度其实也就40K。为什么就这么重要呢?因为这是。

石墨烯超晶格超导 曹原发现的石墨烯,是常温超导吗?

曹原发现石墨烯超导有什么深刻意义? 曹原发现石墨烯超2113导深刻意5261义为:只需简单操作,无需引入其他物质,就4102能使1653石墨烯出现超导现象。石墨烯源自于石墨,石墨是由多层碳原子层组成,每层中的碳原子以蜂窝状的多个六边形排列在一起,每层之间的距离大约0.335纳米,如果把石墨的多层结构剥离成一层一层的结构,得到的材料就是石墨烯,由于石墨烯的特殊结构,它具有优异的力学、电学、磁学和热学性能,所以石墨烯改性一直都是研究热点。曹原的研究是把两层石墨烯堆叠在一起,然后通过旋转两层产生不同的角度来研究其导电能力。当他把角度旋转到1.1度,并且把温度降低至1.7开尔文,这种双层石墨烯材料表现出了超导现象,成为零电阻、完全抗磁性的超导体,曹原制备出的石墨烯超导体属于低温超导体,其超导临界温度远低于冰点0 ℃,所以这种材料并非室温超导体。之前虽然已有日本科学家将钙原子和石墨烯结合在超低温下实现过超导效应,但是相比曹原这一次只是在石墨烯材料内部就得出了这样的结论,其重要程度完全无法相比。因为曹原的结果中,将两层石墨烯超导体经过电场和角度微调,却变成了绝缘体!这一不可思议的变化意味着曹原的成果极有可能提供一个全新的思路和平台去解决超导问题的起源!

石墨烯超晶格超导 曹原发现的石墨烯,是常温超导吗?

如何看待曹原发现的石墨烯超导未来用途? 你是逗趣吗?曹原的魔角石墨烯揭示了一种新的物理现象,超导发生的条件非常苛刻,1.1的魔角,1.7K的温度…

石墨烯超晶格超导 曹原发现的石墨烯,是常温超导吗?

曹原的石墨烯超导是常温超导吗? 不到2k,自己想去,这个温度有多低。nature&science再次证明了这两个杂志就是一个吸引眼球的科普杂志,加上记者添油加醋的瞎报道,好像室温超导都要实现了,其实完全不是这么回事。

如何评价「天才少年」曹原再次连发两篇魔角石墨烯的 Nature? 相信不少搞科研(搬砖)的小伙伴们又双叒被大神曹原的这条新闻刷屏(深深刺激)了。犹记得,那是2018年的…

曹原现在在哪里? 对于你的问题我只能回答:曹原在他自己想呆的地方,在他自己的岗位上。作为一名年轻人,能做出这样的研究成果实属不易。但他的这一成果是否的确属于理论上的重大突破抑或只是实验性的应用型成果?这还有待对其成果进行具体的分析才能得出结论。最近这几十年,由于在军事以及民用等各方面越来越高的要求,对于具有各种特殊性能的材料的需求和探索有增无减,已经成了最热门的专业之一。大多数情形,研究者只是基于模糊的想法,通过大量实验寻找他们企求的材料,并没有创新理论的指导。一般来说,只有在科学理论上有重大创新的成果才有希望获得诺贝尔奖。实验性获得的成果,如果不产生理论创新,一般是不会获得诺贝尔奖的。顺便说一句:现在中国人的心过于浮躁,一看到一位中国学者做出了一个好的成果,马上就会想到他能否获得诺贝尔奖。科学就是科学,是最需要心无旁骛踏踏实实坚持下去的毕生事业,还是老老实实干下去吧!哪一天大家都沉下心进入科学世界,真正好的创造性成果就会源源不断地蜂蛹而出,亦未可知?

对于曹原发现石墨烯的超导现象,未来有什么用途? 在回答这个问题以前,我们可能先要弄清楚什么是石墨烯的超导!我们知道当石墨烯薄片以“神奇的角度”旋转时,可以形成超导体,其实它还可以是绝缘体。自2004年发现以来,科学家们发现,花边,蜂窝样表的单层碳原子—石墨烯,不仅仅是世界上已知最薄的材料,比钢强数百倍,比铜导电。现在,这种神奇的材料可以表现出更奇特的电子特性。在去年发表在《自然》杂志上的两篇以曹原为第一作者关于“魔角”石墨烯的重磅论文。这名中科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应。论文中,石墨烯可以在两种极端的电性条件下发挥作用:作为绝缘体,在绝缘体中电子完全被阻止流动;作为一种超导体,电流可以毫无阻力地通过。将两片石墨烯薄片堆叠在一起,形成了一个“超晶格”,不是精确地叠在一起,而是以1.1度的“神奇角度”轻轻旋转。结果,叠加的六角形蜂窝状图案被轻微偏移,形成了一个精确的云纹结构,预计会在石墨烯薄片中的电子之间引发奇怪的“强烈相关的相互作用”。当以神奇的角度旋转时,两片石墨烯呈现出非导电行为,类似于一种被称为Mott绝缘体的奇特材料。然后,施加电压,在石墨烯超晶格中添加少量电子时。

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