第43章 第一項的反饋,超導的希望?(第二更/三更)(第2/3頁)
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路”,方便電子在上面跑路。
這路上還是有著阻攔電子跑路的車流——那就是留下的正離子(原子實)形成的規則點陣。
這些阻礙電子移動的力量,人們就將其定義為電阻。
常規情況下,溫度越高,單質的原子,或者化合物的分子,它們的活動就會因為內能的增加而加劇。
就好像“高速路”上的車流更加激烈,讓電子這輛快車無法像之前路況良好那樣快速移動。
這就是溫度越高,電阻越大的原因。
而瞭解了導體、絕緣體和電阻的知識之後,人類就開始尋求超導體。
也就是,電阻儘可能地不存在的導體。
常規的解決思路也很簡單,使用大量的能量,將溫度降下來。
只要溫度足夠低,假設低到了絕對零度之後,分子和單質原子的運動就會停止,到時候電子上路,就好像在一個大家的車都停在原地的,只屬於它的車道上行駛,自然電阻就幾乎歸零了。
但是這樣的方法,往往就是成本超過了獲得。
輸送的這一點電能,還不夠降溫的,純純的虧本生意。
所以,現在大家常規情況下尋求的超導體,其實是常溫超導體,再不濟,也得是低溫超導體。(這裡的低溫指的是不太低,可以輕鬆用液氮或者冷庫空調就能獲得的常規低溫而非極限低溫)
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在這種情況下,具有魔角效應的雙層石墨烯,就被發現了其超導性質。
石墨,也就是碳,本身確實是一種導體。
但是位於化學元素週期表iva列的它,已經不屬於金屬的行列。
擺開一張化學元素週期表的話,就能夠輕易發現,位於它下方的矽,是一種知名的半導體——介於導體和絕緣體之間的曖昧類別。
所以從物理條件上來看,碳天生就不是那麼適合讓電子快速移動的結構。
因此研究超導的科學家,也就一直沒有朝著這個方向嘗試。
而石墨烯的誕生更是顯得奇葩,雖然實驗裝置和操作人員都顯得高大上,但是原理上卻很簡樸。
就是兩位老米字旗國的科學家,用透明膠帶“撕”出來的。
薄如蟬翼,卻韌性十足。
由於沒有了多層石墨的互相干擾,本身就是導體的石墨在進入單層的結構之後,也算獲得了極佳的導電效能——但是遠遠達不到超導。
因此,學術上對這一材料的判斷,更傾向於當成普通導體,光電導體和特種材料來使用。
一直到了麻省理工的幾位科學家,在合適的條件下,將一片石墨烯放在了另一片石墨烯上。
並且,只要將兩層石墨烯偏轉一個特定的角度(108°),就會產生神奇的超導效應。
要知道,這可不是什麼一加一等於二的故事。
如果只是常規地將兩層石墨烯疊放,那麼它們之間的電子結構會形成平帶。
傳統的物理結構上來看,這種平帶如果僥倖能夠導電,電子的移動也會非常緩慢。
在傳統的超導理論下,移動如此之慢的電子應該不能導電,也就是說,導電性反而會下降,降低到不如整塊石墨,也不如單層石墨烯的級別。
但是,經過偏轉到魔角之後,奇蹟就發生了。
電子幾乎被通常的凝聚態物理標準所阻止。儘管如此,卻仍然表現出超導性。
那幾年,沸騰的訊息不少。
因為比起其他的元素,或者某些稀有金屬和介質成分,屬於主要元素碳氮氧之一的碳,就基本上可以算是(相對漫長時間裡都)取之不盡用之不竭的。
材料不缺,實驗也能完成,所以這東西也許是人類目前最可能