新型室温超导体亮相——这次是石墨

新的研究报告表明磁效应和电效应表明超导性。

铅笔中含有石墨，但不要认为它们会突然具有超导性。

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超导材料可以无电阻地传输电力，这使其成为先进高效技术的基础。目前的缺点是该特性只能在低于一定温度时获得，通常非常接近绝对零。即使高温超导体的温度仍低于冰点，但科学家们正在寻找在室温下具有超导性的材料。

这项任务的最新“帽子”实际上是一种非常常见的材料，具有非常奇特的结构：石墨，构成铅笔书写部分的物质。并非所有石墨都是一样的——单层石墨，称为石墨烯，已经被誉为具有有趣特性的奇迹材料。这项工作的重点不是这一点，而是高取向热解石墨（HOPG）。

HOPG 是石墨的一种合成形式，其中石墨微晶彼此排列，因此它们之间的角度极小。这对于这种材料所具有的有趣特性至关重要，超出了您从铅笔中获得的特性。石墨烯可以通过使用透明胶带去除单原子厚的石墨层来获得。即使在这项工作中，胶带也派上了用场。

“首先，我们实现了 HOPG 样品的透明胶带切割。裂开的表面有皱纹，形成类似于一组滑轮的东西。这些皱纹为超导提供了温床。”合著者、Terra Quantum 美国首席技术官 Valerii Vinokur 博士告诉 Science-News.dev。

研究小组认为，正是在这种材料的皱纹中形成了库珀对。这些电子对开始相互作用并最终结合在一起——支撑超导性的粒子。在超导材料中，这种情况发生在特定温度（称为临界温度）以下。这项工作的研究人员无法准确确定它的值，但它大约是室温，即 300 开尔文（27 °C 或 80 °F）

“由于这些 HOPG 非常不均匀，因此临界超导温度沿样品变化。而且，正如我们在工作中所证明的那样，具有最佳金属丰度的区域的超导性出现在室温 300K 下，”Vinokur 博士告诉 Science-News.dev。 

研究小组测量了该材料的电阻和磁化强度，结果与其他超导材料中观察到的行为一致。具有特定临界温度值的重要性在于，在超过该阈值后，材料的变化应该持续且急剧地发生。 

去年夏天，在对 LK-99 是室温超导体的说法进行调查时，我们采访了牛津应用超导中心的 Susie Speller 教授。她讨论了评估材料的电阻和磁性的重要性。然而，她也强调了测量材料热容的重要性，一旦超过临界温度，材料的热容也应该会发生巨大的转变。 

我们询问 Vinokur 博士为什么分析中不包括热容。 “确认超导性的两种基本方法是测量电阻和磁化强度。测量比热容的变化是提取附加数据的更巧妙的方法，但这不是建立超导性的基本方法。我们确实通过测量电阻和磁化强度建立了超导性，”维诺库博士回答道。 

正如非凡主张的实践一样，科学界需要收集非凡的证据——不仅仅是热容，还有许多其他测试超导性的方法。拥有一种在室温和压力下具有超导性的材料将是一个改变文明的突破，带来目前只能在我们想象中实现的技术。 

讨论这项工作的论文发表在《高级量子技术》杂志上。