石墨烯的研究已经重新发表，这次是由麻省理工学院的曹远和他的团队重新发表的。这是他在《自然》杂志上发表的第8篇论文，距离他上一期《科学》杂志发表仅三个月。
拓草源（来源：麻省理工学院）
7月21日，曹媛作为该通讯的第一作者和作者，发表在《自然》杂志上，标题为"摩尔石墨烯中气泡的极限破坏和再导性"（摩尔墨烯中的泡利极限违反和再进入超导性？
图片：相关论文（来源：《自然》）
清华大学物理系副教授张丁告诉DeepTech，人们对过去几年二维超导中临界磁场特性的发展发生了一些变化，这些变化超过了泡沫利润的极限。
起初，人们普遍认为，临界磁场超过气泡极限的第一个条件是需要强自旋轨道耦合加上中心反转对称性的间隙;
他认为，该研究推测，在魔角石墨烯中可能存在一种罕见的超导体，称为自旋三元组，不受磁场的影响。一个证据是强烈的逆向内临界磁场，另一个是高磁场下新的超导状态的出现。这些现象以前只在一些自旋三重超导中见过。
魔角石墨烯超导效应图（来源：麻省理工学院）
在这项研究中，研究人员在魔角扭曲的三层石墨烯（MATTG）中发现了"令人惊讶的"超导性，这对于在正常条件下没有强自旋轨道耦合的系统来说是一个意想不到的观察结果。
研究人员报告说，"当坩埚等于约1.6度的'魔角'时，mattG在低温（低至1开尔文）下具有零的非常规电阻，并成为超导体。此外，这种材料在高达10特斯拉（T）的高磁场中仍然表现出超导性，远远超过单重电子库珀的影响，比经典的自旋单重超导体预测的磁场高2-3倍。"
<"pgc-h-arrow-right"数据轨道""21">"异常"的反磁超导体：强磁场条件仍可稳定</h1>
在我们了解自旋三元组之前，让我们先来谈谈自旋单态。
自旋单态意味着在大多数超导体中，库珀对的自旋被迫固定在相反的方向上，即一个电子向上旋转，另一个电子向下旋转。然而，在高磁场条件下，当磁场引入的涡旋效应可以忽略不计时，磁场也可以将每个电子的自旋"拧"成附加磁场的方向，从而破坏自旋单态性，超导性并不存在。
曹媛告诉媒体，"在自旋单线超导体中，如果你杀死超导体，它就会永远消失，然后又回来了。因此，可以肯定地说，这种材料不是自旋单态。"
MATTG在高表面磁场下的超导性（来源：自然）
然而，也有超导体对磁场"无动于衷"，它们使用相同的自旋电子对来实现超导性，这种特性称为自旋三态。在强磁场条件下，两个电子的能量向同一方向移动，不受磁场强度的影响或干扰。
对于这种现象，张丁说，需要注意的是，这里的临界磁场本身对于石墨烯体系来说非常大。然而，从强磁场应用的角度来看，目前工业超导线很容易达到这一水平，而对于石墨烯（包括其他二维超导），外部磁场只能在有效时局限于平面。
MATTG中的大气泡限制违规（来源：自然）
最初，研究人员在"Magic Corner Double Graphene"中报告了这一特征，并立即进行了三层石墨烯测试。它们已被证明比双层石墨烯更强，并且在较高温度下保持其超导性。研究人员发现，当他们测试不同的磁场时，"三明治"结构能够破坏双层石墨烯超导的磁场，从而实现超导性。在研究期间，他们还注意到它的超导性已经达到了实验室磁铁可以产生的最大场强- 10T。
对于研究的发展空间，张丁说，对于三态实验检测技术基本上是针对大尺寸单晶样品的，如果进一步实验来验证魔三角石墨烯三态的存在在技术上将是非常具有挑战性的。
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"这个实验的价值在于，它教会了我们基本的超导性以及材料的行为方式，"麻省理工学院物理学教授、曹德旺的导师巴勃罗·贾里略-埃雷罗（Pablo Jarillo-Herrero）说。因此，有了这些经验，我们可以尝试为其他更容易制造的材料设计原理，这可能会导致更好的超导性。"
传统超导体的自旋单线态和魔角扭曲三层石墨烯的自旋三态（来源：Nature）
"这种奇特的超导体可以大大改进技术，例如磁共振成像（MRI），它使用超导线上的亚磁场，具有共振和图像生物识别组织，"该团队说。目前，MRI机器仅限于1至3 T的磁场。如果它们可以由自旋三重超导系统制成，那么MRI可以在更高的磁场中运行，从而产生更清晰，更深的人体图像。"
"有计划深入研究这种材料以确认其确切的自旋状态，这将有助于为设计更强大的MRI机器和更强大的量子计算机提供信息，"该团队说。"
"大约20年前，理论家提出了一种拓扑超导性，如果在任何材料中实现，可以实现量子计算机，其中计算状态非常强大。这将提供无限和更多的计算能力。实现这一目标的一个关键因素是某种类型的自旋三重超导体。我们不知道我们的材料是否属于这种类型。但即使不是这样，它也使得将三层石墨烯与其他材料结合以设计这种超导性变得更加容易。这可能是一个重大突破，但为时过早。埃雷罗说。
张丁对此表示赞同，"埃雷罗教授的陈述非常中肯，该材料可以应用于拓扑超导，实现拓扑超导构造的量子位，但距离这个目标还很远。"