MIT发现新型超导体 科学家在石墨烯中发现磁性超导
Nature最新发布的文章显示，MIT在普通石墨中发现了一种全新的超导体，这种超导体还自带磁性。
这是科学家首次在「简单的石墨烯结构」中，证实磁性和超导性可以共存，挑战了人们对超导体‘排斥磁性’的传统认知。
这个新物态诞生于一种特别堆叠方式的石墨烯结构——rhombohedral graphene（菱方石墨烯）。它由四到五层石墨烯，像楼梯一样逐层偏移堆叠而成。
研究人员从石墨中剥离出这种微小的“菱方区块”，并在超低温（约300毫开，300 mK）和电场控制下开展实验，观察到了以下几个令人震惊的现象：
- 电子成对流动、展现出零电阻，呈现标准的超导行为；
- 在外加磁场条件下，电阻出现“跳变”，表现出典型的磁滞效应，说明材料内部存在磁性；
- 在1.4 T强磁场下仍保持超导性，这一临界值远高于以往石墨体系的记录；
- 出现时间反演对称性破缺（TRSB），即使无外加磁场，也能测到霍尔电阻，说明材料内部存在自发的电流环流；
- 同时出现量子振荡和磁滞现象，暗示该体系并非传统的BCS型超导体，而是由强相互作用驱动的全新电子态。
研究人员指出，这种新型超导态可能属于“手性超导体”（Chiral superconductor）类别。
不同于传统超导体中由互相抵消动量的电子对构成，该体系中的电子对可能集中在同一个“动量谷”（Valley），且旋转方向一致，从而在宏观尺度上产生轨道磁矩。
其电子对可能全部占据同一个“动量谷”（Valley），旋转方向一致，从而带来宏观尺度的轨道磁矩。
这个发现不仅在基础物理层面具有突破意义，更可能为拓扑量子计算提供全新平台。
研究者指出，这种手性超导体可能支持马约拉纳零模（Majorana zero modes），一种被广泛认为是构建拓扑量子比特的关键元件。
这种来自普通石墨、结构简单的新型材料更纯粹、更易控，也更适合工程化。
未来，科学家或许不必费劲儿设计复杂结构，通过重新审视日常材料，就能发现其中隐藏的量子奇迹。
Nature原文：
