研究人员已经找到了一种方法来触发石墨烯的固有的，但以前隐藏的能力，作为超导体 - 意味着它可以承载具有零电阻的电流。

    在Nature Communications中报道的这一发现进一步增强了石墨烯的潜力，石墨烯已经被广泛认为是可以改变诸如医疗保健和电子产业等行业的材料。石墨烯是一种二维的碳原子片层，结合了几种显着的性能；例如，它非常坚固但也柔韧，并且具有高导电性。

    自从2004年发现以来，科学家们推测石墨烯也可能具有超导体的能力。到目前为止，石墨烯中的超导性仅通过用超导材料掺杂或通过将超导材料放置在超导材料上来实现，该超导材料可以损害其一些其它性质。

    MRI扫描器

    但是在新的研究中，剑桥大学的研究人员设法激活了石墨烯在其自身权利中的超导潜能。这通过将其与称为镨铈铈氧化铜（PCCO）的材料偶联而实现。超导体已经用于许多应用中。因为它们产生大的磁场，所以它们是MRI扫描器和悬浮列车中的必要组件。它们还可以用于制造能量储存能量数百万年的节能电力线和装置。

    悬浮列车

    超导石墨烯开辟了更多的可能性。研究人员建议，例如，石墨烯现在可以用于创造新型的超导量子器件的高速计算。有趣的是，它也可以用来证明存在一种被称为“p波”超导性的超导性的神秘形式，学者们一直在努力验证超过20年。

    研究由Angelo Di Bernardo博士和剑桥大学圣约翰学院的研究员JasonRobinson博士，以及来自剑桥石墨烯中心的合作者Andrea Ferrari教授，来自耶路撒冷希伯来大学的Oded Millo教授和来自特隆赫姆挪威科技大学的Jacob Linder教授。“长期以来，假设在正确的条件下，石墨烯应该经历超导转变，但是很难实现，”Robinson说。“这个实验的想法是，如果我们耦合石墨烯到超导体，我们可以切换内在的超导性吗？然后问题变成你怎么知道你看到的超导性来自石墨烯本身，而不是底层超导体？”

    在使用金属基超导体的先前研究中采用了类似的方法，但是成功有限。“将石墨烯放在金属上可以显着改变性能，所以它在技术上不再像我们预期的那样，”Di Bernardo说。“你所看到的不是石墨烯的固有超导性，而是基础的超导体的传导。

    PCCO是来自被称为”铜酸盐“的更广泛种类的超导材料的氧化物。它还具有很好理解的电子性能，并且使用称为扫描和隧道显微镜的技术，研究人员能够区分PCCO中的超导性和石墨烯中观察到的超导性。超导性的特征在于电子相互作用的方式：在超导体内，电子形成对，并且一对电子之间的自旋对准可以根据所涉及的超导性的类型或”对称性“而不同。在PCCO中，例如，在所谓的”d波状态“中，对的自旋状态不对准（反平行）。

    相比之下，当石墨烯在剑桥主导的实验中耦合到超导PCCO时，结果表明石墨烯内的电子对处于p波状态。”我们在石墨烯中看到的，换句话说，是一种非常不同类型的超导性比PCCO，“罗宾逊说。”这是一个非常重要的步骤，因为这意味着我们知道超导不是来自其外部，因此PCCO只需要释放石墨烯的内在超导性。

    仍然不清楚该团队激活了什么类型的超导性，但他们的结果强烈地表明它是难以捉摸的“p波”形式。如果是这样，这项研究可以改变目前关于这种神秘类型的超导性是否存在的辩论，如果是这样的话，究竟是什么。1994年，日本的研究人员使用称为钌酸锶（SRO）的材料制造了可能具有p波对称性的三重超导体。 SRO的p波对称性从未得到充分验证，部分地受到SRO是大体积晶体的事实的阻碍，这使得难以制造用于测试理论的必要类型的器件。

    Robinson说：“如果石墨烯确实产生了p波超导性，石墨烯可以用作创建和探索基础和应用研究领域的全新超导器件的支架。”这样的实验必然会通过更好地理解p波超导性，以及它在不同设备和环境中的行为，导致新的科学。这项研究还有其他影响。例如，它表明石墨烯可用于在超导电路中制造类似晶体管的器件，并且其超导性可以并入分子电子学中。“原则上，考虑到可以结合到石墨烯表面的各种化学分子，这项研究可以导致具有基于超导石墨烯的新功能的分子电子器件的发展。”

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