在麻省理工學院的研究人員發現石墨烯疊層片的“魔角”后震驚了物理世界僅僅一年多了，加州理工學院的研究人員使用掃描隧道顯微鏡直接觀察和研究了這種材料，該顯微鏡可以對原子的電子特性進行成像 。長度尺度 。

理解“魔角” - 堆疊石墨烯之間的特定取向，產生特殊的電性能 - 可以為實現室溫超導體的夢想鋪平道路，室溫超導體可以在產生零熱量的同時傳輸巨大的電流 。
但首先：魔角是什么?假設您取兩片石墨烯 - 單原子厚的碳原子晶格 - 并在另一層上面鋪一層以形成雙層材料，然后將其中一塊石墨烯扭轉以使它們的方向相互轉移 。隨著取向的改變，雙層材料的電子特性將隨之發生變化 。在2018年初，麻省理工學院的研究人員發現，在某一方向(相對扭曲約1.1度)，雙層材料出人意料地變成超導，而且超導特性可以用電場控制 。他們的發現開啟了一個新的研究領域 ， 研究魔角定向石墨烯，被稱為“twistronics” 。
加州理工學院的工程師和物理學家通過生成魔角扭曲石墨烯的原子結構和電子特性的圖像，在此基礎上發現了這一發現，通過提供更直接的研究方法 ， 對這一現象產生了新的認識 。關于他們工作的論文于8月5日發表在Nature Physics雜志上 。
“這使得壽衣回歸到了雙軸電路上，”加州理工學院的Stevan Nadj-Perge說道，他是該論文的通訊作者，也是工程和應用科學部應用物理和材料科學的助理教授 。
對魔角的研究需要極高的精度才能使兩片石墨烯以正確的角度對齊 。這樣做的舊技術需要將石墨烯嵌入絕緣材料中，這具有防止直接研究樣品的不利副作用 。相反，研究人員不得不使用探測石墨烯樣品的間接方法 - 例如，通過測量電子如何流過它 。Nadj-Perge及其同事開發了一種創建魔角扭曲石墨烯樣品的新方法 ， 該方法可用于非常精確地對齊兩片石墨烯，同時使其暴露以供直接觀察 。
使用這種技術，研究人員可以在魔角處了解更多關于材料的電子特性，并研究當扭轉角度遠離魔法值時這些屬性如何變化 。他們的工作提供了幾個關鍵的見解，將指導未來的理論建模和實驗，包括觀察電子相關性在電荷中性點附近發揮重要作用 - 雙層電子中性的角度 。
“以前，人們認為相關效應在電荷中性中并不起主要作用，”Nadj-Perge說 。“對這樣的樣本進行更仔細，更詳細的檢查可以幫助我們解釋為什么魔角附近存在奇異的電子效應 。一旦我們知道了 ， 我們就可以為它的有用應用鋪平道路，甚至可能導致室溫超導性有一天 。“
【研究人員直接拍攝了魔角扭曲的石墨烯片】該論文的標題是“在魔角附近的扭曲雙層石墨烯中的電子相關性” 。

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