扭曲石墨烯中发现隐藏的超导“开关”

超导性是指某些材料在低温下实现零电阻导电的神奇现象。尽管研究已持续数十年，其内在原理仍有许多未解之谜。本研究由俄亥俄州立大学物理学家刘 Chun Ning（Jeanie） Lau 教授领衔，聚焦一种人工构造的‘魔角双层石墨烯’——将两层碳原子薄膜以微小角度扭转叠放而成。研究团队将其与钛酸锶（一种人造类金刚石材料）结合，首次实现了对电子相互作用的精细调控。电子通常相互排斥，但在超导体中会结成‘库珀对’，从而无损耗地导电；而本实验发现：改变周围环境（如电场或介电环境）不仅能增强或减弱这种配对，甚至能‘打开’或‘关闭’超导态。更意外的是，当某些调控参数增强时，超导反而变弱——这与传统超导体中‘削弱电子排斥即增强超导’的规律完全相反，说明魔角石墨烯这类新型材料遵循独特物理机制。该成果发表于《自然·物理学》，不仅提供了一种更简洁可控的超导调控方法，也为研制高温（乃至室温）超导材料开辟了新路径，有望彻底革新电力传输、电子设备和量子技术。研究团队强调这仍是初步探索，后续将深入研究其他电子相互作用类型，并呼吁学界共同验证与拓展这一发现。