Was ist der supraleitende Mechanismus von Graphen-Interkalationsmaterialien?

Eine Studie des National Linear Accelerator Laboratory (SLAC) des US-Energieministeriums und der Stanford University enthüllte zum ersten Mal den supraleitenden Mechanismus von Graphen-Interkalationskompositen und fand einen möglichen Prozess, der Graphen zu einer vielversprechenden Anwendung machen würde. Der König der Materialien "erhält die supraleitenden Eigenschaften, von denen die Menschen immer geträumt haben. Diese Forschung wird dazu beitragen, die Anwendung von Graphen in der Supraleitung zu fördern und Hochgeschwindigkeitstransistoren, Nanosensoren und Quantencomputer zu entwickeln. Verwandte Artikel wurden am 20. März veröffentlicht Ausgabe von Nature News.

Graphen ist eine einschichtige Kohlenstoffatomstruktur, die in Wabenform angeordnet ist. Es ist das dünnste und stärkste derzeit bekannte Material und weist hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften auf. Wissenschaftler hoffen, mit Graphen Hochgeschwindigkeitstransistoren, Sensoren und sogar transparente Elektroden herstellen zu können. Bisher war bekannt, dass mit Metallatomen dotierte Graphen-Interkalationsmaterialien zweidimensionale supraleitende Eigenschaften aufweisen. Wissenschaftler konnten jedoch nicht feststellen, ob die Supraleitung von Metallen, Graphen oder beidem herrührt. Zum ersten Mal belegt die neue Studie, dass Graphen durch überzeugende Beweise eine Schlüsselrolle spielt. Es ebnete den Weg für die Anwendung verwandter Materialien im Bereich nanoskaliger elektronischer Geräte.

Das Organisationsnetzwerk des Physikers berichtete am 21. März, dass die Forscher zu dem Schluss kamen, dass sie das Material Calcium Interkalated Graphen (CaC6) mit starkem ultraviolettem Licht untersuchten. CaC6 ist ein Graphen-Interkalationsverbundstoff, der durch chemische Reaktion zwischen reinem Calciumkristall und Graphit erhalten wird. Es besteht aus einer einzelnen Schicht aus Kohlenstoffatom-Graphen und einer einzelnen Schicht aus atomarem Calcium.

Die Forscher analysierten eine CaC6-Probe vom University College London (UCL) am Stanford Synchrotron Radiation Source Laboratory (SSRL). Hochintensives UV-Licht hilft ihnen, tief in das Material einzudringen, um zu sehen, wie sich die Elektronen in jeder Schicht bewegen. Experimente haben gezeigt, dass Elektronen zwischen den Graphen- und Calciumatomschichten hin und her streuen und auf natürliche Weise mit der Atomstruktur des Materials schwingen und sich paaren, wodurch ein elektrischer Widerstand ohne Widerstand erhalten wird.

Yang Shuolong, ein Doktorand am Stanford Materials and Energy Science Institute (SIMES), der die Forschung leitete, sagte: "Unsere Arbeit hat Graphen die Möglichkeit eröffnet, Supraleitung zu erreichen. Dies ist ein langfristiger Traum der wissenschaftlichen Gemeinschaft wurde nicht realisiert. Das Ziel des supraleitenden Mechanismus von Graphen-Interkalationsmaterialien wurde zuerst mittels Synchrotronstrahlungsquellen aufgedeckt. "

Er sagte, dass die Anwendung von supraleitendem Graphen zwar kurzfristig schwierig zu erreichen ist, sein potenzieller Anwendungswert jedoch unbegrenzt ist und viele Geräte, einschließlich Ultrahochfrequenz-Analogtransistoren, Nanosensoren und elektronische Geräte sowie Quantencomputer, erwartet werden. Realität werden.

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