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Globale neue Materialrevolution - Chinesischer 21-jähriger Doktor erreicht einen großen Durchbruch in der Supraleitung von Graphen

Jan 21, 2019

Graphen scheint mit Leichtigkeit das auffälligste "Supermaterial" zu sein. Am 5. März 2018 veröffentlichte Nature, die führende internationale Zeitschrift, auf ihrer Website zwei lange Artikel, in denen sie über die jüngsten Erfolge bei der Supraleitung von Graphen von Professor Jarillo-Herrero, Massachusetts, USA, berichtete. Die ersten Autoren dieser zwei Blockbuster-Artikel sind Cao Yuan, ein 21-jähriger Doktorand aus China.

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Der in der Provinz Sichuan geborene Cao Yuan war erst 14 Jahre alt und wurde mit 669 Punkten in das renommierte Junior College der chinesischen Universität für Wissenschaft und Technologie aufgenommen. Seit seiner Kindheit von "außergewöhnlicher Bildung" profitiert, absolvierte er nur drei Jahre lang alle Kurse der Grundschule, der Mittelschule und der Mittelschule und gewann die höchste Auszeichnung für Studenten an der Universität - das Guo-Moruo-Stipendium. Auf diese Weise war der 21-jährige Cao Yuan nicht überrascht, diesen Erfolg zu erreichen.

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Die Energie, die Elektronen benötigen, um sich in einer einzelnen Graphenschicht zu bewegen, liegt in der Größenordnung von eV. Professor Herrero und Cao Yuan waren der Pionier bei der Entdeckung, dass durch das Stapeln von zwei Schichten aus natürlichem zweidimensionalem Graphenmaterial und durch Steuern des Verdrehungswinkels zwischen den beiden Schichten hervorragende Supraleiter mit Nullwiderstand hergestellt werden können. An diesem Punkt ist das Energieniveau, das für Elektronen zwischen zweischichtigen Graphenmaterialien erforderlich ist, überraschenderweise auf meV reduziert.

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Der Schlüsselpunkt dieser Forschung ist der Verdrehungswinkel von zweischichtigem Graphenmaterial. Wenn der Verdrehungswinkel 1,1 Grad erreicht, was "magischer Winkel" genannt wird, ist die elektronische Bandstruktur in der Graphenschicht nicht mehr symmetrisch, und die Supraleitung erscheint ebenfalls. In der Tat haben Wissenschaftler erstmals einige interessante Phänomene vorhergesagt, wenn die Atome in der 2D-Materialschicht um 1,1 Grad verdreht sind.

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Es ist nicht ungewöhnlich, die Leitfähigkeit von Graphenmaterialien zu untersuchen. Tatsächlich haben Wissenschaftler erst im vergangenen Jahr die Supraleitung von Graphen durch das Dotieren von Calciumatomen stimuliert. Diese Studie ist jedoch das erste Mal, dass Supraleitung erreicht wird, ohne die Zusammensetzung von Graphen zu verändern, und es ist wahrscheinlicher, dass P-Wellen-Supraleitung erreicht wird.

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Graphen kann als unkonventioneller Supraleiter der Schlüssel zur Entwicklung von Supraleitern bei Raumtemperatur sein. Herkömmliche Supraleiter werden in Hochtemperatursupraleiter und Niedertemperatursupraleiter unterteilt, aber "Hochtemperatur" bezieht sich hier auf die Eigenschaften von Supraleitern in flüssigem Stickstoff bei - 196 (- 140ºC), während Niedertemperatursupraleiter sein müssen in flüssiger Heliumumgebung bei - 269 (- 269 ° C) realisiert, was teuer und für Großanwendungen ungeeignet ist.


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Raumtemperatur-Supraleiter stellen zweifellos neue Erwartungen an die zukünftige Entwicklung. Es kann nicht nur in medizinischen Einrichtungen, Stromnetzgeräten, elektronischen Produkten und anderen Wohneinrichtungen verwendet werden, sondern auch in fortschrittlicher Wissenschaft und Technologie wie Supercomputer und Superhochgeschwindigkeitsbahn. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass diese Forschung die Tür zum Studium unkonventioneller Supraleiter öffnet oder zu einer neuen Revolution auf dem Gebiet der supraleitenden Materialien führen wird.

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Kevins liefert hochreines hexagonales Bornitridpulver , das in Isolier-, Industrieschmier-, Hochtemperaturkeramik-, Kosmetik- und anderen Bereichen eingesetzt werden kann. Wir hoffen, dass Wissenschaftler die Anwendung von hexagonalem Bornitrid im Bereich der Supraleitung untersuchen.