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據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報道，美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)家在“魔角”扭轉(zhuǎn)三層石墨烯（MATTG）中首次直接觀測到非常規(guī)超導(dǎo)性的關(guān)鍵證據(jù)，為實現(xiàn)室溫超導(dǎo)這一目標(biāo)起到了重要推動作用。

室溫超導(dǎo)在接近室溫條件下仍能工作。如能實現(xiàn)，那么零能耗輸電電纜、高效電網(wǎng)乃至實用量子計算系統(tǒng)等新技術(shù)將成為現(xiàn)實。科學(xué)家正致力于研究非常規(guī)超導(dǎo)體，這類材料的電子配對方式與傳統(tǒng)理論不同，可能在更高溫度下保持超導(dǎo)特性，魔角石墨烯便是其中代表。

2018年，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊首次在實驗中制備出魔角雙層石墨烯，發(fā)現(xiàn)其展現(xiàn)出非凡的量子特性，由此催生了“扭角電子學(xué)”這一全新研究領(lǐng)域。MATTG由三層原子薄的石墨烯堆疊而成，并以特定的魔角扭轉(zhuǎn)，從而展現(xiàn)出一系列奇異的量子特性。此前研究曾發(fā)現(xiàn)MATTG表現(xiàn)出一些異常電子行為，但缺乏直接證據(jù)證明其為非常規(guī)超導(dǎo)體。

團(tuán)隊此次利用新開發(fā)的實驗平臺，將電子隧穿測量與電輸運(yùn)測試結(jié)合，在同一器件中同時觀測超導(dǎo)能隙與零電阻特征。實驗在接近絕對零度的條件下進(jìn)行，結(jié)果顯示，只有當(dāng)材料呈現(xiàn)零電阻，即進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)時，才會出現(xiàn)明顯的“超導(dǎo)隧穿能隙”。

進(jìn)一步的溫度與磁場測試顯示，該能隙具有獨(dú)特的“V”形曲線，而常規(guī)超導(dǎo)體通常呈現(xiàn)平滑、對稱的形態(tài)。這種差異表明，MATTG中的電子配對方式與傳統(tǒng)超導(dǎo)體完全不同，這意味著其超導(dǎo)機(jī)制必然不同于傳統(tǒng)類型。研究人員認(rèn)為，這種電子緊密結(jié)合的特征，可能源于強(qiáng)電子相互作用，而非傳統(tǒng)的晶格振動機(jī)制，這對于未來實現(xiàn)室溫超導(dǎo)至關(guān)重要。

新平臺能實時觀測二維材料中超導(dǎo)能隙的形成與演化，為研究不同體系中的電子配對機(jī)制提供了新的實驗手段。下一步，團(tuán)隊將利用該平臺探索更多二維扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和材料，有望揭示電子配對與量子態(tài)競爭的本質(zhì)，為設(shè)計新型高效超導(dǎo)體和量子計算材料提供思路。