研究人员通过施加电压将石墨烯薄片变成绝缘体 - 高电压技术杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表- 高电压技术

一、稿件要求： 1、稿件内容应该是与某一计算机类具体产品紧密相关的新闻评论、购买体验、性能详析等文章。要求稿件论点中立，论述详实，能够对读者的购买起到指导作用。文章体裁不限，字数不限。 2、稿件建议采用纯文本格式(*.txt)。如果是文本文件，请注明插图位置。插图应清晰可辨，可保存为*.jpg、*.gif格式。如使用word等编辑的文本，建议不要将图片直接嵌在word文件中，而将插图另存，并注明插图位置。 3、如果用电子邮件投稿，最好压缩后发送。 4、请使用中文的标点符号。例如句号为。而不是.。 5、来稿请注明作者署名(真实姓名、笔名)、详细地址、邮编、联系电话、E-mail地址等，以便联系。 6、我们保留对稿件的增删权。 7、我们对有一稿多投、剽窃或抄袭行为者，将保留追究由此引起的法律、经济责任的权利。二、投稿方式： 1、请使用电子邮件方式投递稿件。 2、编译的稿件，请注明出处并附带原文。 3、请按稿件内容投递到相关编辑信箱三、稿件著作权： 1、投稿人保证其向我方所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、投稿人保证向我方所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、投稿人向我方所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。若投稿人有违反该款约定的行为，则我方有权不向投稿人支付报酬。但我方在收到投稿人所投作品10日内未作出采用通知的除外。 5、投稿人授予我方享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、投稿人委托我方声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。

研究人员通过施加电压将石墨烯薄片变成绝缘体

作者:

关键词:

摘要：

本文转自【】；

苏黎世联邦理工学院的研究人员已经成功地将特别准备的石墨烯薄片通过施加电压变成绝缘体或超导体。这项技术甚至可以在局部发挥作用，这意味着在同一个石墨烯薄片上，可以同时实现完全不同的物理特性。

现代电子元件的生产需要具有非常不同性质的材料。例如，有隔离器，它不导电，而超导体可以无损耗地输送电流。为了获得一个部件的特定功能，通常需要将几种这样的材料连接在一起。这通常是不容易的，特别是在处理当今广泛使用的纳米结构时。

由Klaus Ensslin和Thomas Ihn领导的苏黎世联邦理工学院固态物理实验室的一个研究小组现在已经成功地使一种材料交替表现为绝缘体或超导体，甚至在同一材料的不同位置同时表现为绝缘体和超导体，只需施加电压即可。他们成果已经发表在科学杂志《自然-纳米技术》上。这项工作得到了国家科研能力中心QSIT（量子科学与技术）的支持。

恩斯林和他的同事们使用的材料有一个有点累赘的名字："魔角扭曲的双层石墨烯"。事实上，这个名字隐藏着相当简单和众所周知的东西，即碳，但是以一种特殊的形式扭曲。这种材料的起点是石墨烯片，这是只有一个原子厚的碳层。研究人员将这些层中的两层放在彼此的顶部，使它们的晶轴不平行，而是形成一个正好为1.06度的 "神奇角度"。"这相当棘手，而且还需要在生产过程中准确控制片状物的温度。因此，它经常出错，然而，在百分之二十的尝试中，它是有效的，石墨烯片的原子晶格会产生所谓的摩尔纹图案，其中材料的电子行为与普通石墨烯不同。

在魔角石墨烯薄片的顶部，研究人员附加了几个额外的电极，他们可以用这些电极对材料施加电压。当他们把所有东西冷却到绝对零度以上的几百分之一时，一些非凡的事情发生了。根据所施加的电压，石墨烯薄片以两种完全相反的方式表现出来：要么作为超导体，要么作为绝缘体。这种可切换的超导性已于2018年在美国麻省理工学院（MIT）得到证明。即使在今天，全世界也只有少数几个小组能够生产这种样品。

恩斯林和他的同事们现在又向前迈进了一步。通过对各个电极施加不同的电压，他们把魔角石墨烯在一个地方变成了绝缘体，但在一边的几百纳米处却变成了超导体。研究人员首先试图实现一个约瑟夫森结，在这种结中，两个超导体被一个薄如蝉翼的绝缘层隔开。这样一来，电流就不能直接在两个超导体之间流动，而是要通过绝缘体进行量子力学隧道。这反过来又导致接触的电导率以一种特有的方式随电流变化，这取决于使用的是直流电还是交流电。

ETH的研究人员通过使用施加在三个电极上的不同电压，成功地在石墨烯薄片内部产生了一个以神奇角度扭曲的约瑟夫森结，并且还测量了其特性。一个有趣的方面是，在电极的帮助下，石墨烯片不仅可以变成绝缘体和超导体，还可以变成磁体或所谓的拓扑绝缘体，其中电流只能沿着材料的边缘向一个方向流动。这可以被利用来在一个设备中实现不同种类的量子比特。

文章来源：《高电压技术》网址: http://www.gdyjszzs.cn/zonghexinwen/2021/0517/627.html