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轟動國際學界石墨烯“魔角”讓石墨烯變超導體
世界頂尖學術(shù)期刊、英國《自然》雜志（Nature）在北京時間2018年12月19日零時發(fā)布了2018年度影響世界的十大科學人物，發(fā)現(xiàn)石墨烯超導角度的“神童”曹原出現(xiàn)在榜單的第一位。
2018年3月5日，《自然》背靠背發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中科大少年班的畢業(yè)生、美國麻省理工學院的博士生發(fā)現(xiàn)當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，就會產(chǎn)生神奇的超導效應。這一發(fā)現(xiàn)轟動國際學界，直接開辟了凝聚態(tài)物理的一塊新領(lǐng)域。
2014年，當曹原加入實驗室的時候，美國麻省理工學院的PabloJarillo-Herrero課題組就已經(jīng)在用不同的角度堆疊、旋轉(zhuǎn)碳原子層了。曹原的工作是研究壘在一起的兩層石墨烯彼此間輕微偏轉(zhuǎn)會發(fā)生什么，按照理論預測，輕微的偏轉(zhuǎn)就會讓材料行為產(chǎn)生劇變。許多物理學家對此心存懷疑。但曹原著手搭成微妙偏轉(zhuǎn)的石墨烯層后，他發(fā)現(xiàn)了奇怪的東西。置于一個小型電場，溫度降至絕對零度以上1.7℃，通常會導電的石墨烯成為了絕緣體。這就夠令人吃驚了?！拔覀冎浪鼤趯W界引起轟動?！辈茉f道。不過，更好的還在后面：稍微調(diào)整一下電場，偏轉(zhuǎn)的石墨烯層就變成了超導體，電流可無阻流動。
要使平行的兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)成約1.1°的“魔角”，需要一些試誤，但曹原很快就能可靠地完成?！八膶嶒灱记芍陵P(guān)重要?！盝arillo-Herrero說道。曹原開創(chuàng)了一種撕出單層石墨烯的方法，以制出具有相同角度的雙層堆疊。接著微調(diào)校準，他還調(diào)整了低溫系統(tǒng)的溫度，使超導性得以更清晰地顯現(xiàn)。
在超導方面的應用，目前大部分還只是處于研究實驗中，并不能廣泛的運用于現(xiàn)實。
當然，也并不是說就沒有超導的應用，超導應用目前最成功的是超導磁體和超導微波器件等，也是極為有限。醫(yī)院里的核磁共振成像大都采用超導磁體，其磁場一直存在線圈中，所以進入檢測室需要摘除所有金屬物件。
基礎(chǔ)科學研究采用的穩(wěn)恒強磁場、大型加速器磁體、高能粒子探測器以及工業(yè)中采用的磁力選礦和污水處理等，也利用了場強高的超導磁體。發(fā)展更高分辨率的核磁共振、磁約束的人工可控核聚變、超級粒子對撞機等，都必須依賴強度更高的超導磁體，也是未來技術(shù)的可能突破口。超導微波器件在一些軍事和民用領(lǐng)域都已經(jīng)走向成熟甚至是商業(yè)化了，為信息爆炸的今天提供了非常有效的通訊保障。
當然，超導的應用也不僅僅只有這些，超導在磁懸浮列車、量子應用、可控核聚變等重要領(lǐng)域都有著巨大的發(fā)展空間。
（1）當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，就會產(chǎn)生神奇的

超導

超導

效應。
（2）置于一個小型電場，溫度降至絕對零度以上1.7℃，通常會導電的石墨烯成為了

絕緣體

絕緣體

。稍微調(diào)整一下電場，偏轉(zhuǎn)的石墨烯層就變成了

超導體

超導體

。
（3）去醫(yī)院做核磁共振需要摘除所有金屬物件的原因是

超導磁體的磁場一直存在線圈中

超導磁體的磁場一直存在線圈中

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