石墨烯正在解鎖更多的技能。來自蘇黎世聯邦理工學院的工程師們近日成功調整了這種成績優異的材料，從而讓片狀材料的某些部分成為電絕緣體，而其他部分為超導體，兩個部分之間僅有納米的距離。該團隊通過用石墨烯製作電子元件來證明這一突破。

就其所有的超能力而言，石墨烯看似簡單–它是一個由交聯的碳原子組成的二維薄片。但這使它成為電和熱的優秀導體，而且它超級堅固和靈活。但是在2018年，麻省理工學院的一個團隊發現了這個故事的一個奇怪的新變化。通過堆疊兩層石墨烯，然後將它們精確地扭曲到偏離1.06 度，這種材料變得絕緣–直到施加一定的電壓，在這一點上它突然轉換為超導。

後來人們將其稱之為“魔角扭曲的雙層石墨烯”，這種特殊形式的材料後來被發現表現出一種以前未曾見過的磁性，在另一項研究中，研究人員發現，如果有更多的薄片堆積在一起，效果會更加明顯。

在新的研究中，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員表明，他們可以將這種石墨烯的單一薄片同時變成絕緣體和超導體，不同的部分顯示出不同的特性，相隔僅有納米。該團隊通過製造約瑟夫森結（兩個超導體被一個超薄絕緣體隔開的裝置）來展示新的石墨烯技術。

為了使石墨烯切換其導電性，該團隊在不同的區域施加不同的電壓。這樣做，他們成功地創造了約瑟夫森結，即由兩個被薄絕緣體隔開的超導體組成的電子元件。由於量子隧道的怪癖，極少量的電流將跳過絕緣體。

通常情況下，這些結是用幾種不同的材料製成的，但研究人員能夠在一片石墨烯上建立一個結。接下來，研究小組計劃創建一個更先進的組件，稱為超導量子接口設備（SQUID），它是由兩個連接的約瑟夫森結組成的環形結構。這些可能對構建量子計算機有用。

Source: ETH Zurich