麻省理工学院未来研发更高温超导体打开了新路径

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗?订阅我们的简报,深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同,从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会,成为AI领域的领跑者。点击订阅,与未来同行! 订阅:https://rengongzhineng.io/

麻省理工学院的物理学家近日在"魔角"三层扭转石墨烯(magic-angle twisted trilayer graphene,MATTG)中观测到清晰且决定性的非常规超导性证据。这一发现为未来研发更高温超导体打开了新路径,并可能推动零能量损耗电网、量子计算等革命性技术的发展。

超导体能够让电流毫无阻力地穿过材料,因而极其节能。但传统超导体必须在极低温下才能保持超导状态,严重限制了应用范围。因此,科学界持续探索能够在更高温度下工作的"非常规超导体"。MATTG正是近年来最受关注的候选材料之一,由三层石墨烯以特定"魔角"堆叠而成,其内部电子结构因扭角而呈现奇特的量子行为。

此前,MATTG被观测到多种间接的非常规超导迹象,而MIT团队本次在《Science》期刊上发表的成果,被认为是迄今最直接、最明确的证据

研究团队成功精确测量了MATTG的超导能隙(superconducting gap) ------这是判断一种超导机制是否"非常规"的关键物理量。他们发现,MATTG的能隙呈现明显的V形结构,这与传统超导体平坦均匀的能隙曲线截然不同,说明其超导机理必须由全新的电子作用驱动。

"超导能隙为我们提供了材料何以成为超导体的重要线索。"论文共同第一作者、MIT物理系研究生孙书雯(Shuwen Sun)指出,"理解这些机制将有助于未来设计出甚至可能在室温工作的超导体。"

新型实验平台:在二维材料中"实时观看"超导形成

为了获得这一关键证据,研究团队开发了一种全新的实验平台,将量子隧穿谱技术与电输运测量结合在同一个装置中。隧穿谱可观察电子如何穿过材料,而电输运则可监测材料是否进入零电阻的超导状态。

通过这套系统,研究团队在同一块MATTG样品中同时确认了零电阻(超导特征)与V形隧穿能隙(非常规特征),实现了领域内长期难以做到的"直接关联证明"。

随后,团队研究了能隙在不同温度与磁场下的演化,确认其行为与传统由晶格振动驱动的超导机理不一致。

论文共同作者朴正敏(Jeong Min Park)解释道:"在传统超导体中,电子配对依靠晶格振动。但在魔角石墨烯中,更可能是强电子相互作用本身促成配对,从而形成具有特殊对称性的非常规超导态。"

"扭曲材料体系"(Twistronics)再迎突破

自2018年Pablo Jarillo-Herrero教授团队首次制备魔角双层石墨烯以来,"扭学"(twistronics)迅速成为量子材料领域最热门的方向之一。通过对二维材料进行原子级扭转,可产生莫尔(moiré)干涉图案,使电子出现强关联效应,从而诱发超导、绝缘相和奇特的量子态。

本次对MATTG超导能隙的首次直接测量,是这一研究方向的里程碑成果。团队计划将新平台应用于更多二维扭转材料,以寻找更高温、更稳定的超导体候选者。

"深入理解一种非常规超导体,可能会带来对整个超导体系的突破性认识。"Jarillo-Herrero表示,"这将为我们设计未来的室温超导材料提供方向------那是整个领域的'圣杯'。"

该研究由美国陆军研究办公室、空军科研办公室、国家科学基金会、戈登和贝蒂·摩尔基金会等机构支持。

相关推荐
胖祥10 分钟前
onnx之优化器
人工智能·深度学习
AI服务老曹10 分钟前
源码交付与低代码重构:企业级 AI 视频管理平台的二次开发实战
人工智能·低代码·重构
L-影11 分钟前
下篇:一棵树能长成多少种样子?——AI中决策树的类型与作用,以及它凭什么活了六十年还没过气
人工智能·算法·决策树·ai
jovi_AI电报12 分钟前
你还把 ChatGPT 当白月光,别人已经让它出来上班了
人工智能
蓝天守卫者联盟113 分钟前
玩具喷涂废气治理厂家:行业现状、技术路径与选型指南
大数据·运维·人工智能·python
智慧化智能化数字化方案20 分钟前
架构进阶——解读企业数字化转型L1-L5数据架构设计方法论及案例【附全文阅读】
人工智能·企业数字化转型·l1-l5数据架构设计方法论
无代码专家21 分钟前
通过轻流 AI OA 系统实现行政成本优化——生产管理落地方案
运维·人工智能·云计算
F1FJJ24 分钟前
AI 编程实战对比:Claude Code vs Trae
图像处理·人工智能·ai作画·golang·visual studio code
LaughingZhu40 分钟前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-03-30
大数据·数据库·人工智能·经验分享·搜索引擎
larance41 分钟前
[菜鸟教程] 机器学习教程第一课
人工智能·机器学习