2018年3月17日 星期六
以「魔角」相疊的石墨烯驚現雙重身分,身兼絕緣體與超導體
神奇材料石墨烯又帶來奇蹟特性!當科學家將兩層石墨烯片相疊並旋轉 1.1 度時,意外發現石墨烯成為絕緣體,但當科學家額外添加電子之後,石墨烯又搖身一變成零電阻超導體,雙重身分轉換好不自在!
自從 2004 年英國曼徹斯特大學物理學家安德烈‧海姆和康斯坦丁‧諾沃肖洛夫,成功實驗從石墨中分離出石墨烯後,石墨烯就開始不斷刷新各項極限值,比如它是目前世上最薄卻最堅硬的奈米材料(比鋼還要強幾百倍),也是目前世上電阻率最小的材料(約 10-6 Ω·cm,導電性比銅更強)。
而現在,由麻省理工學院、哈佛大學與日本國家物質材料研究機構(National Institute for Materials Science)專家組成的團隊,將兩層石墨烯片以 1.1 度的「魔角」(magic angle)堆疊,使蜂巢般的原子網格稍微交錯,接著添加電子,意外發現這種材料竟帶來「奇蹟」特性:既是絕緣體(電荷不能通過材料),也是科學家夢想中零電阻的超導體(電子可以在沒有電阻的情況下穿過材料)。
研究人員嘗試過旋轉各種角度,但只有以 1.1 度旋轉相疊的石墨烯片其六邊形蜂巢晶格形成精確摩爾結構(moiré configuration),就像莫特絕緣體(Mott insulator)一樣,石墨烯片間的電子出現強烈靜電相互作用,相互排斥而無法流動;而當研究人員添加額外電子與原本敵不動我不動的電子結合後,電子竟突破初始絕緣狀態並零電阻流動,就像超導體一樣。
▲ 研究人員調整石墨烯片相疊角度,並找到 1.1 度「魔角」。
雖然去年科學家也能藉由摻雜其他材料來合成石墨烯超導體(在兩層石墨烯片中間插入鈣原子),但這一次,新團隊找到的是完全不依賴其他材料、又能身兼絕緣體的「純石墨烯超導體」。
團隊在《自然》期刊連發兩篇論文,這次研究還有另一個原因令人如此興奮,是因為它可能是開發能於室溫下工作的超導體關鍵。大多數超導體只能在接近絕對零度的溫度發揮零電阻特性,科學家一直致力於尋求提高超導材料的臨界溫度,目前高溫超導體的最高溫度紀錄是馬克普朗克研究所的 203K(-70°C)。
如果超導體能在室溫發揮功力,將大幅減少冷卻成本,醫療技術、電網、消費性電子產品等變得更高效,潛力相當無比。
訂閱:
張貼留言 (Atom)
-
朗媒體11日報道稱,伊朗原子能組織掌握了原子能電池制造技術,有望實現原子能電池規模化生産。 伊朗原子能組織高級顧問扎雷安當天在伊朗城市沙赫爾庫爾德考察時表示,該組織已經全面掌握了制造原子能電池的技術,伊朗已躋身世界原子能電池研發國家的行列。 伊朗法爾斯通訊社援引...
-
2012 年是太陽能產業傷亡最慘重的一年,2013 年也陣亡了不少廠商,經過上沖下洗,2014 年還存活的太陽能產業體質可說健全多了,不過聚光式太陽能(CSP)、聚光式太陽能電池(CPV)以及非晶矽太陽能電池廠商卻面臨遭主流市場淘汰,使得 2014 年太陽能陣亡名單上又增添不少亡...
-
毒牛奶都合法了,還奮鬥個屁啊! 查來查去還不一樣,這下三聚奶粉可高興了! 衛生部稱:三聚氰胺不是食品原料,也不是食品添加劑,禁止人為添加到食品中。對在食品中人為添加三聚氰胺的,依法追究法律責任。三聚氰胺作為化工原料,可用於塑料、塗料、粘合劑、食品包裝材料的生產。但是資料表明,三聚...
-
科技來自於人性,也為了保護性命。 國家實驗研究院鑒於2014年高雄造成多人傷亡的丙烯氣爆事件,研發可隨身攜帶且提高感測範圍的「智慧型氣體感測晶片」。今天舉行「下世代奈米元件關鍵技術與創新應用-智慧型氣體感測晶片技術」記者會。 技術領先全球 根據《中央社》報...
-
最該切結的是政院 而非養豬場 古代俗語說「不做媒人不作保,一生一世無煩惱」,這句話很值得深入討論。 古人的社會及法律行為裡有一種是「保證」,要「保證」一個人品行端正,要「保證」一個人會實踐承諾,要「保證」一個人不會違法犯罪。於是在古代社會就出現仲介「保證」這種行為的...
-
國立高雄應用科技大學研擬都市代步使用的太陽能車,在日照下充電4到6小時,可使用3小時,2到3人座的迷你車,預計明年3月發表,有機會量產上市,提供民眾節能開車的另一選擇。 高雄應用科技大學應用工程科學研究所所長艾和昌指出,該校發展太陽能車10年,用作模型及競賽的1人座太陽能車,發...
-
1. 通則 1.1. 說明 承包商需負責整體系統工程之規劃、設計、施工安裝、測試、驗收及空氣污染防治計算書送審等相關事項。本規範如有任何疑慮依業主及顧問解釋為準。 1.2. 範圍 其設備包括:洗滌塔、...
-
電容式電磁流量計改變了電磁流量計的常識 常識上電磁流量計對於 5 ~ 20 μ S/cm 以下的低傳導流體無法測定,電容式電磁流量計則可測定至 0.01 μ S/cm 。 確認以電容式電磁流量計可作經濟的、安定的...
-
智慧感測器開啟IoT新應用 2019年9月3日 Susan Hong, EE Times Taiwan 在日前由台北市政府產業發展局聯手Tech Taipei舉辦的「感知串聯智慧新未來——2019迎接智慧時代雙論壇」,業界專家深入探...
-
我們想讓你知道的是 一群靠著高超技術,年年在各項國際大型機器人競賽中獲獎連連的大學團隊,他們不僅做出了令人驚豔的機器人,更將這個技術應用在各種可以造福人類的領域中。 文:周彥彤、楊谷洋(協力指導) 人類對於環境資訊的接受與了解,有9...
Airfide 於日本 COMNEXT 展會推出搭載摩爾斯微電子Wi-Fi HaLow 的佔用感測器
全球Wi-Fi HaLow晶片領導廠商 摩爾斯微電子(Morse Micro) 宣布其與 Airfide Networks 合作推出的新一代 微移動佔用感測器 AFN6843 現已全面上市,並強化了 Wi-Fi HaLow 連線功能。此公告於日本次世代通信技術展(COMNEX...
沒有留言:
張貼留言