超导石墨烯ons

国际半导体技术路线图认为,后硅时代将在2028年左右开始, 石墨烯 被认为是革命性的替代材料。

室温下石墨烯的电子迁移率已经是硅的10倍以上(1.5万cm2 / Vs,而1,400 cm2 / Vs)。现在,不列颠哥伦比亚大学(UBC)的研究人员通过将石墨烯掺杂锂,然后将其冷却至5.9开氏温度,实现了无穷大的超导性。

然而,UBC教授安德里亚·达马塞利(Andrea 达马塞利 )则希望通过增加其前任的方法,将掺杂的石墨烯推向更高的临界温度。

“目前,提高单层石墨烯上可达到的Tc极限值是我们的主要目标,” 达马塞利 said. “我们正在探索新的特定组合 基材 为了进一步增强和稳定超导性,可以采用与其他二维量子材料(如单层FeSe)中提高的跃迁温度几乎相同的方式掺杂掺杂剂和掺杂剂。”

他已经开始在石墨烯的单原子层(单层)中使用掺杂剂进行实验,并一直在测量吸附的原子是否在表面扩散并卡在石墨烯晶格中。

“一种掺杂剂相对于另一种掺杂剂的主要优点是:易于向单层石墨烯提供适量的电子;石墨烯表面上的原子原子的稳定性(某些原子比其他原子更容易扩散或嵌入,这可能不利于稳定超导性)以及它们的修饰会引起电子与石墨烯层原子振动之间的相互作用,最终直接控制超导强度和临界温度值。找到理想的掺杂剂-最稳定的掺杂剂和导致最高Tc的掺杂剂-对于将来可能的应用至关重要。”

“我们的单层石墨烯是由斯图加特马克斯普朗克研究所的研究人员Ulrich Starke外延生长的(在氩气气氛下,在氢蚀刻的碳化硅衬底上)’s组。将这些样品在[量子材料实验室]的UBC室中进行角分辨光发射光谱(ARPES)测量之前立即进行修复[在500摄氏度下退火],以获得原子清洁的原始石墨烯,” 达马塞利 said. “然后,锂超原子在超高真空条件下从商业碱金属来源沉积,石墨烯样品保持在8开氏温度下。事实证明,低温是能够以有序的锂超结构装饰石墨烯的关键,而锂超结构又对于观察超导性至关重要。”

与世界各地的同事一起,UBC的Damascelli研究小组将调整他掺杂的石墨烯材料的参数,以期在室温和正常大气压下实现超导性。