21 yaşındaki Çinli bir doktor iki Nature yayınladı! Grafen süper iletkenliğinde bir atılım elde edin veya yeni bir kapı açın
Grafen her zaman kolayca en göz alıcı "süper malzeme" gibi görünür. 5 Mart 2018'de, en iyi uluslararası dergi "Nature" ın ana sayısı, web sitesinde iki uzun makale yayınladı ve Massachusetts'ten Profesör Jarillo-Herrero'nun (MIT) grafen süperiletkenliği konusundaki en son başarılarını bildirdi. Daha da dikkat çekici olan, bu iki ağır makalenin ilk yazarlarının her ikisinin de Çin'den 21 yaşındaki doktora öğrencisi Cao Yuan olmasıdır.
Sichuan'da doğan Cao Yuan, sadece 14 yaşındayken Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nin prestijli Junior School'una 669 puanla kabul edildi. Çocukluğundan beri "olağanüstü eğitimden" yararlanmış, ilkokul, ortaokul ve lisedeki tüm dersleri sadece 3 yılda tamamlamış ve üniversitedeki lisans öğrencileri için en yüksek onur ödülü olan Guo Moruo Bursunu kazanmıştır. Böylelikle henüz 21 yaşında olan Cao Yuan'ın bu başarıyı elde etmesi sürpriz olmadı.
Elektronların tek bir grafen katmanında hareket etmesi için gereken enerji, eV düzeyindedir. Profesör Herrero ve Cao Yuan, iki kat doğal iki boyutlu grafen malzemeleri istifleyerek ve iki katman arasındaki bükülme açısını kontrol ederek mükemmel performansa sahip sıfır dirençli bir süperiletken yapılabileceğinin keşfine öncülük ettiler. Şu anda, iki katmanlı grafen malzemesi arasındaki elektronların ihtiyaç duyduğu enerji seviyesi meV'ye indirgenmiştir ki bu şaşırtıcıdır!
Bu araştırmadaki en kritik nokta, çift katmanlı grafen malzemenin bükülme açısıdır. Büküm açısı, "sihirli açı" olarak adlandırılan 1,1 ° 'ye ulaştığında, grafen katmanındaki elektronik enerji bandı yapısı artık simetrik değildir ve süperiletkenlik özellikleri de ortaya çıkar. Aslında, teoriler uzun zamandır 2B malzeme katmanındaki atomları 1,1 ° döndürmenin bazı ilginç fenomenler sunacağını öngörüyordu, ancak bilim adamları bu teorinin şokuna ilk kez tanık oldu.
Grafen malzemelerin iletkenliği üzerine araştırmalar nadir değildir. Aslında, daha geçen yıl, bilim adamları ayrıca kalsiyum (Ca) atomlarını doping yaparak grafenin süper iletkenliğini uyardılar. Bununla birlikte, bu araştırma, grafenin bileşimini değiştirmeden süperiletkenliğe ilk kez ulaşıyor ve P dalgası süperiletkenliği elde etme olasılığı daha yüksek.
Alışılmadık bir süper iletken olarak grafen malzeme, oda sıcaklığında süper iletkenlerin geliştirilmesinin anahtarı olabilir. Geleneksel süper iletkenler, yüksek sıcaklıklı süper iletkenler ve düşük sıcaklıklı süper iletkenler olarak ikiye ayrılır, ancak buradaki "yüksek sıcaklık", -196 ° C'lik (-140 ° C'ye kadar) sıvı nitrojen ortamında süper iletkenlik özelliklerini ifade eder. Maliyetli ve büyük ölçekli uygulamalar için uygun olmayan sıvı helyumda -269 'de gerçekleştirilebilir.
Oda sıcaklığı süper iletkenleri şüphesiz gelecekteki gelişim için yeni vizyonlar getirecektir. Sadece tıbbi tesislerde, elektrik şebekesi ekipmanlarında, elektronik ürünlerde ve diğer yaşam tesislerinde değil, aynı zamanda süper bilgisayarlar ve süper yüksek hızlı raylar gibi en son teknolojilerde de kullanılabilir. Bu araştırmanın alışılmadık süperiletkenlerle ilgili çalışmaların kapısını açtığını veya süper iletken malzemeler alanında yeni bir devrimi tetikleyeceğini söylemek abartı olmaz ...
Metin / Zhu Zhang Hangyu
Referans: Sihirli açılı grafen üst yüzeylerinde alışılmadık süper iletkenlik, Nature, doi: 10.1038 / nature26160
