石墨烯扭转“角度”可变超导体 将打开非常规超导体研究大门

英国《自然》杂志日前连发两篇物理学重磅论文，报告了麻省理工学院（MIT）科学家对非常规超导材料的行为的新见解，这一发现轰动业界，被称为石墨烯超导的重大进展。此类材料已让物理学家困惑达几十年之久，而最新发现或有助于开发高温超导材料，用来制作强大的磁体或开发低功耗电子技术。

根据1957年的超导电性理论，某些材料能够以零电阻导电。然而，许多材料表现出所谓的非常规超导电性，无法用该理论解释。

此次，美国麻省理工学院科学家帕博罗·加力罗-埃雷拉及其同事发现，当两层石墨烯以一个“神奇角度”缠扭在一起时，它们表现出非常规超导电性。也就是说，研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态，其可以简单实现绝缘体到超导体的转变，而其属性与铜氧化物（其结构往往难以调整）的高温超导类似。

这种“神奇角度”的石墨烯除了会形成超导态——来源于电子之间的强吸引作用而产生零电阻，还会形成另一种电子态。在第二篇论文中，该团队展示了缠扭的双层石墨烯系统会出现一种新的绝缘态——莫特绝缘体态（Mott Insulator），这种状态似乎由强大的电子间相互作用推动产生。

两篇论文所报告的系统，可以通过改变扭转角度和电场来轻易调整。这意味着，该成果将提供一个全新的二维平台，以供科学家们理解曾长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题，并将打开一扇研究非常规超导体的大门，同时也为全新电学性能的开拓和工程化铺平道路。