《自然》确凿证据:实验揭开石墨烯“魔角”超导体的奥秘!

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《自然》确凿证据:实验揭开石墨烯“魔角”超导体的奥秘!

石墨烯有一个扁平的蜂窝状结构,就像一根铁丝网。麻省理工学院的Pablo Jarillo-Herrero和团队在第一层石墨烯上放置了第二层石墨烯,然后将第一层石墨烯旋转了大约1.1度的“魔角”角度。早些时候,物理学家曾预测这个角度会导致新的电子相互作用,但当麻省理工学院(MIT)的科学家们展示出超导性时,这个角度令人震惊。从上面看,重叠的丝网图案产生了一种闪烁效果般的波纹,被称为“摩尔纹”,当两个几何规则的图案重叠时就会出现这种效果,这种图案曾在17和18世纪的皇室成员织物和时装中流行。

这些“摩尔纹”图案产生了普通材料所没有的新特性,大多数普通材料都属于从绝缘到导电的阶段。绝缘体把电子困在能阱或能级中,使它们保持固定,而金属则含有能使电子从一个原子飞到另一个原子的能态。在这两种情况下,电子占据不同的能级,不相互作用,也不参与集体行为。然而,在扭曲石墨烯中,莫尔晶格的物理结构会产生能量状态,阻止电子分开,迫使它们相互作用。这是在创造一种条件,使电子无法相互离开,相反,它们必须处于相似的能级,这是创造高度纠缠态的首要条件。研究人员提出的问题是,这种纠缠是否与其超导性有关。

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