近日，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所超導研究再獲重要突破。信息功能材料國家重點實驗室、超導實驗室姜達、胡濤等人通過機械剝離實現(xiàn)石墨烯/超薄超導bi2sr2cacu2o8+x(bi2212)異質(zhì)結(jié)，在單層晶胞乃至半層晶胞厚的bi2212材料中發(fā)現(xiàn)了高于液氮溫度的超導轉(zhuǎn)變。

研究論文high-tc superconductivity in ultrathin bi2sr2cacu2o8+x down to half-unit-cell thickness by protection with graphene 于12月8日在nature communications上發(fā)表（5:5708 doi: 10.1038/ncomms6708 (2014)）。

bi2212為銅基超導體的重要成員，由于在銅基超導材料系列中各向異性最強，是研究準二維超導的最佳體系之一。國際同行曾采用薄膜沉積和單晶刻蝕等方法研究了超薄bi2212的特性，但由于材料制備等方面的局限，對單層bi2212是否超導一直存在爭議。

2012年石墨烯諾貝爾獎獲得者團隊曾經(jīng)使用機械剝離方法成功制備單晶胞厚bi2212薄膜，發(fā)現(xiàn)材料呈絕緣特性。上海微系統(tǒng)所超導團隊通過制備石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)單層和半層晶胞厚的bi2212均存在超導電性，且轉(zhuǎn)變溫度高于液氮溫度。研究還發(fā)現(xiàn)，電阻溫度轉(zhuǎn)變系數(shù)可精確反映厚度信息，且雖然電阻溫度系數(shù)和表面電阻發(fā)生數(shù)量級的變化，超導轉(zhuǎn)變溫度基本不變。

該結(jié)果暗示，bi222材料的正常態(tài)電阻輸運特性可能和超導機理無關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)對進一步研究銅基超導機理具有重要參考意義。研究結(jié)果還表明石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出明顯的非線性i-v特性，這為研發(fā)新原理超導器件提供了可能。