超導體是當冷卻到某一臨界溫度以下時能夠以零電阻導電的材料。它們在多個領(lǐng)域都有應(yīng)用,包括磁共振成像、粒子加速器、電力和量子計算。然而,它們的廣泛使用由于需要極低的溫度而受到限制。
石墨烯基材料因其獨特的性能(如光學透明性、機械強度和柔韌性)而有望成為超導體。石墨烯是單層碳(C)原子排列成二維蜂窩結(jié)構(gòu)。在這些材料中,石墨烯-鈣化合物(C6CaC6)表現(xiàn)出最高的臨界溫度。在這種化合物中,在稱為插層的過程中,在兩個石墨烯層之間引入了一層鈣。
雖然這種材料已經(jīng)具有很高的臨界溫度,但一些研究表明,通過引入度 Ca 可以進一步增強臨界溫度,從而進一步增強超導性。
C6CaC6是通過在碳化硅(SiC)基底上生長兩層石墨烯,然后暴露于Ca原子,導致Ca嵌入到層之間來制備的。然而,預(yù)計度Ca的插層會導致C6CaC6的臨界溫度發(fā)生變化。
特別是,它可以導致在底部石墨烯層和SiC的界面處形成金屬層,這種現(xiàn)象被稱為限制外延。該層可以顯著影響頂部石墨烯層的電子特性,例如產(chǎn)生范霍夫奇點(VHS),從而可以增強C6CaC6的超導性。然而,這種現(xiàn)象仍缺乏實驗驗證。
在最近的一項研究中,由東京工業(yè)大學物理系助理教授 Satoru Ichinokura 領(lǐng)導的日本研究小組通過實驗研究了度 Ca 引入對 C6CaC6的影響。
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