麻省理工學院物理學家將鉛筆芯變成“金”
少兒編程正成為教育的新風向，而童程童美少兒編程憑借其豐富的16年編程教育經驗、透明宣傳機構信息、經濟實惠的學費、專業(yè)的師資團隊和創(chuàng)意活力的學習環(huán)境，深受家長和學生的喜愛。學費靈活，一年在10000-25000元，平均每堂課200-300元，確保高質量編程教育對每個家庭都經濟實惠。師資專業(yè)，注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和解決問題的能力。教室充滿創(chuàng)意，提供積極向上的學習氛圍，激發(fā)無限創(chuàng)意。設有多個校區(qū)，方便學生就近學習，提供多樣化教學項目，以學生成績和學習效果為導向，通過積極收集學員家長的反饋和評價，不斷改進教學模式，獲得了學員家長的高度評價。
分離出可以調整以表現出三個重要特性的薄片
麻省理工學院的物理學家通過分離按特定順序堆疊的五片超薄薄片，將石墨或鉛筆芯變成了黃金。然后可以調整所得材料以表現出天然石墨中從未見過的三種重要特性。
“這有點像一站式購物，”麻省理工學院物理系助理教授、這項工作的負責人龍 居說，這項工作發(fā)表在 10 月 5 日 的 《自然·納米技術》雜志上。“大自然有很多驚喜。在這種情況下，我們從未意識到所有這些有趣的東西都嵌入在石墨中。”
此外，他說：“能夠找到具有如此多特性的材料是非常罕見的。”
石墨由石墨烯組成，石墨烯是單層碳原子排列成六邊形，類似蜂窩結構。石墨烯自大約 20 年前首次分離出來以來，一直是深入研究的焦點。大約五年前，包括麻省理工學院的一個團隊在內的研究人員發(fā)現，堆疊單片石墨烯，并將它們以微小角度扭轉，可以賦予材料新的特性，從超導到磁性。“雙電子學”領域誕生了。
在目前的工作中，“我們發(fā)現了完全沒有扭曲的有趣特性，”同屬于材料研究實驗室的朱說。
他和同事發(fā)現，按一定順序排列的五層石墨烯可以讓在材料內部移動的電子相互通信。Ju 說，這種被稱為電子關聯的現象“是使所有這些新特性成為可能的魔力”。
大塊石墨——甚至單片石墨烯——都是良好的電導體，但僅此而已。Ju和同事分離出的材料，他們將其稱為五層菱面體堆疊石墨烯，其作用遠遠大于其各部分的總和。
新型顯微鏡
分離該材料的關鍵是 Ju 于 2021 年在麻省理工學院制造的新型顯微鏡 ，它可以快速且相對便宜地確定納米尺度材料的各種重要特性。五層菱面體堆疊石墨烯的厚度僅為十億分之幾米。
Ju 等科學家一直在尋找以非常的順序堆疊的多層石墨烯，即菱面體堆疊。Ju 說，“當你達到五層時，可能有超過 10 種堆疊順序。菱面體只是其中。” Ju建造的顯微鏡被稱為散射型掃描近場光學顯微鏡（s-SNOM），使科學家能夠僅識別和分離出他們感興趣的菱面體堆疊順序的五層結構。
三合一
從那里，研究小組將電極連接到一個由氮化硼“面包”組成的小三明治上，以保護五層菱面體堆疊石墨烯的精致“肉”。電極使他們能夠用不同的電壓或電量來調整系統(tǒng)。結果：他們發(fā)現根據淹沒系統(tǒng)的電子數量會出現三種不同的現象。
“我們發(fā)現這種材料可能是絕緣的、磁性的或拓撲的，”朱說。后者與導體和絕緣體都有些關系。Ju解釋說，從本質上講，拓撲材料允許電子在材料邊緣不受阻礙地運動，但不能穿過中間。電子沿著材料邊緣的“高速公路”朝一個方向行進，該“高速公路”被構成材料中心的中線隔開。因此拓撲材料的邊緣是完美導體，而中心是絕緣體。
“我們的工作將菱面體堆疊多層石墨烯建立為一個高度可調的平臺，以研究強相關和拓撲物理的這些新可能性，”朱和他的合著者在《 自然納米技術》上總結道。
除了鞠之外，該論文的作者還有韓同航和陸正光。韓是物理系研究生；盧博士是材料研究實驗室的博士后。兩人是該論文的共同較好作者。
其他作者包括哈佛大學的 Giovanni Scuri、Jiho Sung、Jue Wang 和 Hongkun Park；日本國家材料科學研究所的 Kenji Watanabe 和 Takashi Taniguchi，以及麻省理工學院物理學的 Tianyi Han。
這項工作得到了斯隆獎學金的支持；美國國家科學基金會；美國負責研究和工程的國防部副部長辦公室；日本學術振興會KAKENHI；日本世界*研究計劃；和美國空軍科學研究辦公室。
