超导体是无损电流流动的秘密。 然而，超导二极管的发展直到最近才成为基础研究的关键领域。

由理论物理学家 Mathias Scheurer 领导的一个国际研究小组现已完成了无需外部磁场的超导二极管效应的开发。这在Nature Physics的一份报告中有所介绍。

当一种物质在一个电流方向上像超导体一样，在另一个方向上像电阻器一样，这被称为超导二极管效应。与常规二极管相比，这种超导二极管显示出完全消失的电阻，因此在正向方向上没有损耗。

这可能会成为即将到来的无损量子电子学的基础。大约两年前，物理学家首次实现了二极管效应，但有一些重要的限制。

当时的效果很微弱，而且是由外部磁场产生的，这对潜在的技术应用非常不利。

最近一期的《自然物理学》介绍了由著名的美国布朗大学的实验物理学家进行的不需要外部磁场的新颖实验。

除了上述对应用的好处外，Mathias Scheurer 的早期理论也得到了实验的支持：具体而言，超导性和磁性共存于由三层石墨烯扭曲的结构中。通过有效地产生其内部磁场，系统会产生二极管效应。

“布朗大学的同事观察到的二极管效应也非常强。此外，二极管方向可以通过简单的电场反转。总之，这使得三层石墨烯成为超导二极管效应的一个有前途的平台，”Mathias Scheurer 解释说，他对二维材料，特别是石墨烯的研究，为他赢得了今年的 ERC 启动资助。

有前途的材料石墨烯

以蜂窝状排列的单片碳原子构成了石墨烯，这种物质还产生了《自然物理学》中提到的二极管效应。当多层石墨烯层层叠叠时，三层石墨烯层可以相互扭转以无损耗地导电。

在没有外部磁场的情况下，通过在该系统中存在超导二极管效应来证明超导性和磁性共存对研究扭曲的三层石墨烯的复杂物理行为具有重要意义。

这表明二极管效应除了其技术应用外，还有可能提高我们对多体物理关键机制的认识。另一个著名的出版物已经发表了这项工作的理论基础。