11 月 9 日消息，麻省理工学院（MIT）的物理学家在“魔角”扭转三层石墨烯（MATTG）中首次直接观测到非常规超导性的关键证据。相关成果已于 11 月 6 日发表于《科学》，被视为推动高温超导研究的重要进展。
超导体是一种能让电流无能量损耗地流动的材料，如同地铁系统中的“特快列车”，能量不会在传输中消耗。传统超导体需在极低温下维持这种状态，因此应用范围有限。而如果能在接近室温下实现超导，将有望带来零损耗输电网、高效电缆以及实用量子计算等革命性技术。MIT 团队正在研究的“非常规超导体”正是区别于传统机制、具有潜在突破性的材料类别。
研究团队称，他们在由三层石墨烯以特定角度叠加形成的 MATTG 中，测量到了其超导能隙（superconducting gap）—— 这是一种衡量超导状态稳定性的关键指标。结果显示，MATTG 的能隙形态与常规超导体明显不同，意味着其超导机制并非依赖传统的晶格振动耦合，而是可能源自强电子相互作用。
“材料能成为超导体的机制有很多种，”研究共同作者、MIT 物理系研究生孙书文（Shuwen Sun）解释称，“超导能隙为我们提供了线索，帮助理解哪类机制可能引导我们最终实现室温超导，从而造福社会。”
研究团队使用了一种新实验平台，可在二维材料中实时观测超导能隙的形成。他们将该平台应用于 MATTG，并结合电子隧穿（tunneling）与电输运（transport）技术，在同一装置中同时测量电流与能隙。结果显示，当材料出现零电阻 —— 即进入超导状态时，才检测到明确的隧穿能隙信号，确认其为真正的超导特征。
随着温度与磁场变化，能隙呈现出明显的 V 形分布，这一特征与传统超导体平滑对称的能隙截然不同，成为非常规超导机制的重要佐证。MIT 物理系教授、研究负责人帕布罗・哈里略-埃雷罗（Pablo Jarillo-Herrero）指出：“深入理解一种非常规超导体，可能为理解整个体系打开大门，这或将指导我们设计出可在室温下工作的超导体 —— 这是该领域长期以来的‘圣杯’目标。”
哈里略-埃雷罗团队早在 2018 年便首次在实验中制备出“魔角石墨烯”，并发现其独特电子性质，由此催生了“扭转电子学”（Twistronics）这一新兴研究方向。本次成果进一步验证了 MATTG 在超导机理上的特殊性，也为后续探索更多二维材料的量子特性奠定了基础。
该研究的其他作者包括 MIT 博士朴贞敏（Jeong Min Park）、日本国立材料科学研究所的渡边贤司（Kenji Watanabe）与谷口尚（Takashi Taniguchi）。附论文地址：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv8376
