美国的研究人员观察到了扭曲三层石墨烯的特性，这可能为建造核磁共振扫描仪和量子计算机提供了一种新方法。
麻省理工学院的物理学家们在10特斯拉的磁场中发现了一种罕见的超导材料，比传统超导体高出三倍。该项目得到了由英特尔创始人之一建立的戈登和贝蒂·摩尔基金会(Gordon and Betty Moore Foundation)、西班牙研究基金会和加拿大量子材料研究项目的支持。
该发现可用于提高MRI扫描仪的磁场从电流1到3特斯拉以获得更高的分辨率，更准确的成像。具有不同方向的石墨烯层层堆叠层的能力开启了各种新特性，例如从Neutrinos收集电力。
“这项实验的价值是它教导我们关于基本超导，关于材料如何表现，所以随着这些经验教训，我们可以尝试为其他材料设计原则，这是更容易制造的，可能会让你更好超导性，“Pablo Jarillo-Herrero说，MIT的物理学教授。
他的论文的共同作者包括麻省理工的博士后曹原和研究生朴正敏，以及日本国立材料科学研究所的渡边健二和谷口隆。
当暴露在电流中时，超导体中的电子会以库珀对的形式相互耦合，然后无电阻地穿过材料。在大多数超导体中，这些对具有相反的自旋，或自旋单线态。然而，强磁场可以把这些单线态分开。
当电子对具有相同的自旋时，电子在场中以相同的方向运动，并在较高的场中保持超导性，还可以开启和关闭。
研究小组在石墨块上剥离原子厚度的碳层，将三层碳层堆积在一起，将中间的碳层相对于外层旋转1.56度，制作出了三层“三明治”。他们在材料的两端都附加了一个电极，让电流通过，并测量过程中任何能量的损失。然后他们在实验室里打开一个大磁铁，磁铁的磁场方向与材料平行。
当它们增加三层石墨烯周围的磁场时，他们观察到在消失之前，超导率达到了一点，但随后在更高的场强中似乎在更高的场强中出现 - 一种高度不寻常，并且不知道在传统的旋转态超导体中发生的性质。
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“在自旋单线态超导体中，如果你杀死了超导性，它永远不会回来——它永远消失了，”研究员曹原说。在这里，它又出现了。所以这肯定说明这种物质不是自旋单线态的。”
他们还观察到，超导性可以持续到10特斯拉，这是实验室磁铁能够产生的最大场强。根据泡利的极限，这大约比传统的自旋单重态超导体所能承受的强度高出三倍。
该团队计划深入了解物料以确认其确切的自旋状态，这有助于为设计提供更强大的MRI机器，以及更强大的量子计算机。
“常规量子计算是超级脆弱的，”Jarillo-Herrero说。“你看着它，噗噗，它消失了。大约20年前，理论主义者提出了一种类型的拓扑超导性，如果在任何材料中实现，可以[使能]一个量子计算机，其中负责计算的状态非常坚固。这将为计算提供无限的权力。实现这将是某种类型的旋转三重态超导体的关键成分。如果我们的类型是那种类型，我们不知道。但即使不是，即使不是，这可能会使三层石墨烯与其他材料放入工程师那种超导性。这可能是一个重大突破。但它仍然超短了。“
这项研究得到了美国能源部和国家科学基金会、戈登和贝蒂·摩尔基金会、拉蒙·阿瑞斯基金会和CIFAR量子材料计划的支持。
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