日实现石墨烯超导化

2016-08-11贾磊

无机盐工业 2016年4期

日实现石墨烯超导化

日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构（AIMR）和东京大学的研究者成功实现了石墨烯的超导化。该研究让石墨烯内部具备“零电阻”，从而有助于电子的快速通过，为超高速超导纳米元件与设备的应用开发提供了保证。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格状的平面薄膜，内部准粒子为无质量狄拉克费米子，有助于电子快速迁移，其迁移率是半导体硅材料的200倍以上。石墨烯优异的特性使其在电子行业中具有优异的发展前景。各国科研工作者虽然针对石墨烯的超导性展开研究，但“零电阻”的实现还尚属首次。

日本研究者开发了在碳化硅（SiC）单晶体上一层层地制备石墨烯的方法，向双层碳原子石墨烯薄膜之间插入钙原子，得到三明治状双层石墨烯层间化合物C6CaC6，如图1所示。采用微米级4探针法测量材料的导电性，发现在温度为4 K（-269℃）时出现超导现象。研究小组还对未插入任何材料的纯双层石墨烯和插入锂的石墨烯层间化合物C6LiC6进行测试，结果均未发现超导现象。研究人员据此推断，超导现象是由钙原子向石墨烯层提供了电子所致。

相关负责人称，接下来研究小组还将就超导石墨烯理化性质以及钙原子以外金属原子插层的石墨烯层间化合物展开进一步的研究。