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超導體永不停歇的電流可能為儲能和發電帶來新的選擇

鉅大LARGE  |  點擊量:1105次  |  2019年07月15日  

超導體永不停歇的電流可能為儲能和發電帶來新選擇。但是,只有在一定臨界溫度以下,就是冰點以下幾百攝氏度的低溫,超導體才能實現零電阻,并且代價非常昂貴。據外媒報道,塞爾維亞貝爾格萊德大學(University of Belgrade)的物理學家們認為,他們找到一種方法,可以管控超薄單層晶園超導體(比如石墨烯),從而改變材料性質,為以后的器件創造新的人造材料。該校LEX實驗室的Vladan Celebonovic表示:“通過拉伸雙軸應變,提高臨界溫度,更容易實現高溫超導。”


科研小組研究,當不同類型的力對材料施加“應變”時,低維材料(比如摻鋰石墨烯)的電導率變化情況。應變工程已被用于微調大體積材料的性能,現在,在只有一個原子厚的低維材料中引入應變,可以使它們具有承受大的應變的優點,不會發生斷裂。


導電性取決于電子的運動,該團隊花了7個月的時間,精確推導出哈伯德模型中提到的這種運動的數學公式,最終從理論上驗證電子的振動和輸送。這些模型和計算方法揭示,在摻雜石墨烯和二硼化鎂單層物質中,應變所引起的關鍵變化。“將低維材料置于應變下,會改變所有的材料參數值,這意味著我們可以根據不同的應用需求設計材料。”Celebonovic表示,石墨烯具有高彈性、強度和光學透明性,將應變控制與石墨烯的化學適應性結合起來,有可能開發出大量的新材料,應用前景非常廣闊,比如柔性電子和光電器件。


Celebonovic和同事們,進一步測試兩種單層石墨烯應變工程方法,對二維材料晶格結構和電導率的影響。對于液相“剝落”石墨烯片,研究小組發現拉伸應變會將單個薄片拉開,從而增加阻力,這種特性可用于制造傳感器,如觸摸屏和電子皮膚,電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的薄電子材料。貝爾格萊德大學石墨烯實驗室的Jelena Pesic說:“通過對微機械剝落石墨烯樣品,進行原子力顯微鏡研究,我們發現,石墨烯中產生的溝槽,可以成為很好的平臺,用于研究石墨烯應變引起的局部電導率變化。這些結果可能推動我們的理論預測,幫助了解應變對一維體系電導率的影響。”


該團隊表示,這些理論計算要付諸實踐,將面臨許多挑戰。但是,不久的將來,他們的工作可能會“徹底改變納米技術領域”。




原標題:應變工程促進低維材料的新應用 幫助實現高溫超導


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