3月12日大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)論文，來自耶魯學(xué)院的匯聚態(tài)化學(xué)大牛Kim院士團(tuán)隊(duì)在魔角石墨烯領(lǐng)域取得突破：使用三層堆疊并扭曲的石墨烯實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)。研究成果以“field–in-twistmagic-angle”為題，發(fā)表在上，耶魯學(xué)院Kim院長為論文通信作者，重慶交通學(xué)院化學(xué)試驗(yàn)班2016屆結(jié)業(yè)生郝澤宇為論文第一作者。
郝澤宇，2012年從四川省成都十二高考入長沙交通學(xué)院，學(xué)院剛才入學(xué)，通過出席“珠峰計(jì)劃”的選拔考試和筆試，順利步入了化學(xué)試驗(yàn)班學(xué)習(xí)，大專期間在中學(xué)的大力支持下，抵達(dá)倫敦州立學(xué)院石溪校區(qū)、加州學(xué)院伯克利校區(qū)等中學(xué)交流，后被法國耶魯學(xué)院投檔，于2017年春季赴耶魯學(xué)院化學(xué)系攻讀博士學(xué)位。
與曹原等人發(fā)覺的“三明治”石墨烯（僅旋轉(zhuǎn)中層）不同，這次研究團(tuán)隊(duì)發(fā)覺的三層扭曲石墨烯結(jié)構(gòu)以“魔角”依次旋轉(zhuǎn)了每層石墨烯。
在該項(xiàng)工作中，研究人員成功地將三層石墨烯堆疊上去，之后以“魔角”依次搖動(dòng)它們，合成了一種新的垂直鏡對(duì)稱性“三明治”結(jié)構(gòu)。其中，平均扭曲角為~1.56°，為理論預(yù)測(cè)中產(chǎn)生平坦電子帶的“魔角”。
三層魔角石墨烯的結(jié)構(gòu)和性能
接著，研究人員借助電極聯(lián)接“三明治”結(jié)構(gòu)的兩端，并通過電壓，同時(shí)檢測(cè)材料中損失或充溢的能量。研究發(fā)覺，在該過程中并沒有看見能量消退，這意味著它是超導(dǎo)體。這些新的“三明治”結(jié)構(gòu)除了具有超導(dǎo)性，還表現(xiàn)出比大多數(shù)單層堆疊的石墨烯更結(jié)實(shí)，臨界氣溫也更高。
三層魔角石墨烯的超導(dǎo)特點(diǎn)
接著大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)論文，研究人員還探求了其與自旋密度和垂直位移場(chǎng)的關(guān)系。令研究人員無比激動(dòng)的是，這些披薩魔角石墨烯的超導(dǎo)性是因?yàn)閺?qiáng)電子之間的互相作用，而不是弱電子耦合。假如這是真的，這些依賴電子強(qiáng)耦合的機(jī)制除了有助于打開研究低溫超導(dǎo)的公路，未來還有望用于量子估算。
據(jù)悉，單層和交替扭曲的三層魔角石墨烯中超導(dǎo)性的存在以及其他平坦帶系統(tǒng)中不存在超導(dǎo)性，這表明由接近零能量的平帶結(jié)構(gòu)對(duì)于超導(dǎo)性的出現(xiàn)很重要。
三層魔角石墨烯中電場(chǎng)調(diào)節(jié)的超導(dǎo)性
國際化視野是未來領(lǐng)軍人才的基本要求。重慶交通學(xué)院是首批榮獲“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖中學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃”的院校之一，2009年起開始承當(dāng)物理和數(shù)學(xué)兩個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖中學(xué)生的培養(yǎng)工作。中學(xué)非常注重對(duì)中學(xué)生的國際化培養(yǎng)，通過多種渠道不斷為中學(xué)生提供“走出去”的機(jī)會(huì)。其中化學(xué)試驗(yàn)班2016屆結(jié)業(yè)生郝澤宇經(jīng)過努力，被日本耶魯學(xué)院投檔，并于2017年夏季赴耶魯學(xué)院化學(xué)系攻讀博士學(xué)位。