平面上的奇妙物理世界

2024-02-28 生活常识 关注公众号
    在2018年3月的美国物理学会洛杉矶年会上,一场石墨烯领域的突破性报告引发了全球关注。麻省理工学院物理学家巴勃罗·亚里略-赫雷罗带来了一项惊人发现:当两层单原子厚度的石墨烯以特定角度交错堆叠时,奇迹般的效果随之显现。
平面世界中的奇异物理学    这一颠覆性的研究始于对双层石墨烯的操作。石墨烯因其卓越的性能而备受科研界瞩目,每层仅有一个碳原子厚度,电子在其蜂窝状晶格中自由游荡,展现出超凡的移动性。然而,当两片石墨烯叠加并错位一个关键角度(约1.1°,被称作“魔角”)后,一种前所未有的现象出现了。
平面世界中的奇异物理学    原本作为良好导体的石墨烯,在这个特定角度下,通过施加一个较低电压即可变为理想的绝缘体;而稍微提高电压,它又能转变为超导体。这种从绝缘到超导的转变,是由于电子在扭曲的石墨烯层间运动速度减缓,从而极大地增强了它们之间的相互作用,使得高度相关的行为成为可能,催生出全新的量子效应。
    这一重大发现不仅革新了对二维材料的理解,更推动了一个名为“扭转电子学”的新兴学科的发展。自那场报告之后五年来,“魔角石墨烯”激发了全球范围内的科研热潮,研究人员开始探索多层石墨烯以及插入其他材料的可能性,期待揭开更多令人惊叹的物理学秘密。

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