中國粉體網(wǎng)訊  12月15日，記者從中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所獲悉，該所信息功能材料國家重點實驗室姜達、胡濤等科研人員通過機械剝離實現(xiàn)石墨烯/超薄超導(dǎo)（bi2212）異質(zhì)結(jié)，并在單層晶胞乃至半層晶胞厚的bi2212材料中發(fā)現(xiàn)了高于液氮溫度的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》雜志。

    bi2212為銅基超導(dǎo)體的重要成員，由于在銅基超導(dǎo)材料系列中各向異性最強，因此是研究準二維超導(dǎo)的最佳體系之一。國際同行曾采用薄膜沉積和單晶刻蝕等方法，研究了超薄bi2212的特性。但由于材料制備等方面的局限，對單層bi2212是否超導(dǎo)一直存在爭議。2012年，科學(xué)家曾使用機械剝離方法成功制備單晶胞厚bi2212薄膜，并發(fā)現(xiàn)材料呈絕緣特性。

    上海微系統(tǒng)所超導(dǎo)團隊通過制備石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)單層和半層晶胞厚的bi2212均存在超導(dǎo)電性，而且轉(zhuǎn)變溫度高于液氮溫度。研究人員還發(fā)現(xiàn)，電阻溫度轉(zhuǎn)變系數(shù)可精確反映厚度信息。雖然電阻溫度系數(shù)和表面電阻發(fā)生數(shù)量級的變化，但超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度基本不變。該結(jié)果提示，bi2212材料的正常態(tài)電阻輸運特性可能和超導(dǎo)機理無關(guān)。該發(fā)現(xiàn)對進一步研究銅基超導(dǎo)機理具有重要參考意義。

    相關(guān)專家認為，石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出明顯的非線性i-v特性，為研發(fā)新原理超導(dǎo)器件提供了可能。