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神奇材料

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    發表於 2024-7-1 14:23:50 |只看該作者 |倒序瀏覽
    石墨烯以其独特的力学和电学特性,被称为“神奇材料”,在下一代自旋电子学应用中极具前景。

    《中国科学报》从MIT获悉,该校物理学教授Pablo Jarillo-Herrero、博士后曹原、研究生Jeong Min Park,以及日本国家材料科学研究所的 Kenji Watanabe和Takashi Taniguchi 等人发现,“魔角”三层石墨烯是一种非常罕见的超导体,具有自旋三重态,不受强磁场的影响。

    通常,超导材料是它们能在不损失能量的情况下超高效导电。当暴露在电流下时,超导体中的电子以“库珀对”的形式耦合在一起,然后就它们就像坐上一辆过山车,能毫无阻力地快速穿过材料。

    在绝大多数超导体中,这些“乘客”两两具有相反的自旋,一个电子自旋向上,另一个自旋向下——这种构型被称为“自旋单线态”。这些电子对能很好地通过超导体,但高磁场会阻碍它们的“步伐”,因为高磁场会使每个电子的能量向相反的方向移动,把电子对拉开。这样一来,传统自旋单线态超导体超导性会脱轨。

    “这就是为什么在一个足够大的磁场中,超导性会消失的最终原因。”Park告诉记者。

    但也有一些超导体不受磁场影响,即便强度很大也是如此。这些材料通过具有相同自旋的电子对显示超导性——这种特性就是自旋三重态。当暴露在高磁场下时,“库珀对”中的两个电子的能量会向同一方向移动,无论磁场强度如何,它们都不会被拉开,而是继续超导。
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