以石墨烯為基石的高品質二維電子系統,正崛起為探索超導特性的前沿舞台。在科研探索的征途中,研究人員在電子與空穴雙重調控下的轉角石墨烯莫爾結構中,均捕捉到了超導的奇異現象,這一發現無疑為超導研究開辟了新視野。然而,在純淨結晶态的石墨烯領域内,超導的蹤迹尚顯稀缺,迄今僅見于特定堆垛結構的空穴摻雜菱方三層石墨烯(RTG)及Bernal雙層石墨烯(BBG)之中,這一現狀激發了科研界對更廣泛條件下超導實作的深切渴望。
近期,一項由上海交通大學與武漢大學攜手完成的突破性研究表明,當将Bernal堆垛的雙層石墨烯(BBG)與單層WSe2巧妙結合,利用它們之間的鄰近效應,顯著增強了BBG的超導性能。這一發現不僅深化了對石墨烯基複合材料超導機制的了解,還揭示了通過界面工程調控超導特性的新政策。
研究團隊巧妙地運用了靜電摻雜技術,在BBG/WSe2這一複合體系中,無論是電子摻雜還是空穴摻雜的條件下,均成功誘導出了超導态,并伴随一系列令人矚目的味對稱性破缺現象。這一系列發現不僅豐富了石墨烯及其複合材料的實體性質圖譜,更為未來高性能超導材料的設計與制備提供了寶貴的實驗依據與理論啟示。通過精準調控界面效應與摻雜狀态,科學家們正逐漸揭開超導現象背後複雜的實體機制,向着實作室溫超導的夢想穩步邁進。
超導現象的強度展現出一種獨特的可調性,它能夠通過施加外部垂直電場進行精細操控。在電子與空穴兩種摻雜方式下,BBG所展現的超導電性達到了令人矚目的Berezinskii–Kosterlitz−Thouless轉變溫度峰值,分别為210毫開爾文和400毫開爾文,這些成就标志了超導特性在極端條件下的頑強生命力。尤為引人注目的是,超導态的湧現并非偶然,它嚴格依賴于BBG中的電子或空穴波函數在外加電場作用下向WSe2層靠近的特定條件,這一發現凸顯了WSe2層作為“超導催化劑”的關鍵角色。
在空穴摻雜的情境中,BBG所展現的超導電性挑戰了傳統的泡利順磁極限,其特性與Ising超導體的行為不謀而合,預示着一種全新的超導機制正在被揭開。相比之下,盡管電子摻雜條件下,鄰近效應在BBG導帶中誘導出顯著的Ising自旋-軌道耦合互相作用,但其超導電性卻仍遵循泡利順磁極限的限制,這一對比揭示了不同摻雜方式下超導機理的深刻差異。
本研究不僅揭示了BBG導帶中蘊藏的豐富實體圖景,更為我們深入探索結晶石墨烯超導機制提供了寶貴的視角。它如同一把鑰匙,打開了通往基于BBG的超導器件設計與開發的新大門,預示着未來在量子計算、高效能源傳輸等領域可能實作的革命性突破。通過不斷優化電場調控政策與材料複合技術,我們有望将這一前沿研究成果轉化為實際應用,推動科學技術的跨越式發展。
來源:網絡
|人工智能|視覺算法|大資料|充電樁|儲能系統內建|智慧充電營運平台|
|新能源電動汽車||新能源||智慧資訊化系統|解決方案|營運平台建設|
華遠系統是緻力于人工智能(AI算法以及流媒體技術),資訊軟體技術,新能源、物聯網等領域的內建商,在智慧社群,智慧園區,智慧停車,充電樁(儲能充電站/光儲充)及充電樁軟體管理平台,儲能系統內建,車聯網有整套解決方案以及成功的項目案例。
說明:本文章所引用的資料均通過網際網路等公開管道合法擷取,僅作為行業交流和學習使用,并無任何商業目的。其版權歸原資料作者或出版社所有,小編不對所涉及的版權問題承擔任何法律責任。若版權方、出版社認為本文章侵權,請立即聯系小編删除。