年3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导技术的重大发现，第一作者均为21岁的中国博士曹原。《自然》杂志很少会同时以背靠背长文形式刊登了研究成果，但是这次甚至还配以第三篇文章作为评述。

曹原等人发现，堆叠的双层石墨烯中，电学行为对原子排列非常敏感，影响层间电子移动。在这项研究中，单层石墨烯内原子间电子移动有关的能量在eV量级，而在层间的电子移动涉及的能量量级最多在几百meV。

范德华异质结构是二元构筑单元垂直堆叠而成，其中一个方向，就是通过控制层间扭曲角度，来调控范德华异质结的电子结构。当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时，就能在零电阻下导电。将两层只有原子厚的石墨烯以特别的角度堆叠在一起，当碳原子间的排列呈1.1度（这个角度就是所谓的“魔角”）的角度偏移时，就会使材料变为超导体。此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。因为调控范德华异质结构，是一种类似工程化的操纵。尽管该系统仍然需要被冷却至绝对零度以上1.7度，但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。

室温超导体有什么作用呢？

室温超导体即为室温下电阻为零的导电体。电能因输电线存在电阻而变成热量白白损耗，因此远距离电力传输一直是人类的一大难题。当然，室温超导体一旦研究成功，可不是降低输电成本那么简单。我简单描述一下：手持式地磁脉冲炮（施瓦辛格在《蒸发密令》里用的那种）、时速超过公里/小时的磁悬浮列车、能载几百人的电动飞机、射程超千公里的电磁导弹、电动飞船、高密度储能装置………

完全可以说，室温超导体技术可以支撑起人类许多科幻梦想，我想这也是《自然》杂志为什么如此看重曹原成果的原因。

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。实际上，它一直存在于自然界之中，只是很难剥离出单层结构。石墨就是一层层石墨烯叠加起来的，1毫米厚的石墨片中大约包含万层石墨烯。当我们用铅笔轻轻在纸上一划，上面的痕迹可能是数层石墨烯。

年，英国曼彻斯特大学的AndreGeim和KonstantinNovoselov发现了一种获取石墨烯的方法——从高定向热解石墨中分离出石墨片，然后然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，重复这样的动作，最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片——石墨烯。在此以前，理论界和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，所以，常温石墨烯的发现，立即震撼了凝聚体物理学学术界。这两位学者也因此获得了年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯具有一些非常特殊的物理性能，包括溶解性、吸附性等，其中在这些物理属性上格外引人注目：

石墨烯具有非常好的力学特性：石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为GPa。所以有人说：可以做一根连接地球和月球之间的长绳。

石墨烯有非常好的光学特性：在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。

石墨烯还具有很好的电子效应：石墨烯在室温下的载流子迁移率约为cm2/V·s，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟（InSb）的两倍以上。

石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5W/mK，是目前为止导热系数最高的材料，要知道铜的导热系数常温下才W/mK。

石墨烯最后两种特性，决定了它可以成为新的芯片材料。我在《未来》一书中就曾写过：人工智能+万物互联将成为新的基石，两者的组合将会产生无与伦比的威力，直接引发一场新的技术革命，而芯片技术的突破，将成为这次革命的真正引爆点芯片技术的突破，使得更大规模的运算变得更为普及。其中，AI芯片、石墨烯芯片将成为这次科技革命的新驱动力。

年，摩尔（GordonMoore，英特尔联合创始人）提出：芯片制造技术的充足发展可让技术公司每两年缩小一次晶体管的体积。这就是著名的摩尔定律，但当微电路缩小到90纳米以下的时候，散热就成为最主要的问题，这直接导致了摩尔定律的失效。为了解决芯片的散热问题，必须采用新工艺或者新材料。而石墨烯因其超薄结构以及优异的物理特性,在芯片方面的应用展现出极为诱人的应用前景。

石墨烯材料的电子和空穴迁移率比传统的SiC和Si高很多，金属性石墨烯材料的费米速度为υF=8×10e5m/s，室温电阻率为ρ=10E6Ω-cm，性能优于最好的金属导体，甚至可以承受10e9A/cm2的电流，如果用石墨烯材料制作芯片的话，其工作频率有望超过THz，我购买的最新的苹果电脑使用的是3.1GHzIntelCorei5处理器，虽然不能简单的折算，但是可以想象，如果使用了石墨烯芯片，运算速度将会达到倍的提升！

石墨烯芯片技术的突破，有望在普通的笔记本上开展现在云计算才能开展的工作。这使得更大规模的运算变得更为普及，而更大规模的运算将继续加速科学的进步！

任正非就曾经说过：“我认为这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代”，石墨烯技术是我们必须经常

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