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• 1、石墨是什么晶体
• 2、以晶体学视角探索石墨烯“魔角”实验产生超导电性的重要意义

1、石墨是什么晶体

1、石墨是混合晶体，层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之中也会有自由电子在层与层间移动，所以是混合晶体；

2、石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。

2、以晶体学视角探索石墨烯“魔角”实验产生超导电性的重要意义

仔细观察魔角实验结构形貌图，感觉与电子显微镜的水纹图相似。水纹图是由两片薄晶片错位堆垛而形成。可以有不同错位方式形成周期条纹或点阵排布形貌。它是原晶格因为层错形成的调制结构。主晶格的超晶格。

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现在是两片石墨烯分子片转动一个小角度堆垛形成的二维结构。

这是绕定点以一定偏角堆垛两片石墨烯形成的超晶格。主晶格为石墨烯二维晶格，与石墨晶体a＝b轴晶格常数相同。超晶格是石墨烯片经过转动，逐渐形成的六元环上下两环再次重合形成的点阵，阵点实际是一个逐渐重合的圆形“白斑”区。

可以想象一下，下层石墨烯片定义为A片，上层定义为B片，以同样的转角ABAB……落起来形成三维晶格。这个结构就与Bi系高温超导体具有共同的结构特征了。前者是二维晶格转角形成的超晶格，后者是两种二维晶格周期不等形成的超晶格。特别Bi系的4.8倍的非公度调制，即Bi一O层的二维晶格比主晶格小，4.8个a或b才重复一次。形成非公度调制的超晶格。现在的石墨烯形成的超晶格是转角形成的。这种超晶格状态还有不同设计和实验。本文选这个图比较典型，便于分析。

从这个图可以判断，转角轴在图下方那个“白斑”中心。可以计算上方第一个白斑区中心形成的角度。判断形成的依据就是A和B石墨烯的碳六元环，经转角转过一个六元环后，再次上下重合时所转过的角度。也就是相邻两个六元环所对应的转过夹角。

现在把石墨烯二维晶格提取出並计算出数值。为了便于观察，晶格的格点不选在碳原子上，选在石墨烯的碳六元环中点，连接成菱形二维晶格。晶胞夹角为120度和60度，每个晶胞有两个碳原子。晶格常数就是石墨晶体的晶格常数，a＝b＝0.2456nm。计算得到二维晶格菱形晶胞短对角线为2x0.1228nm，长对角线为2x0.2127nm。从转角轴点到第一级超晶格“白斑”中点距离17x0.2127nm＝3.615nm。求出的转过角度2x1.945＝3.89度。

两层石墨烯转角堆垛形成超晶格，並且实验测得超导电性。这个实验成功的重大意义，可以认为它是以前高温超导体结构特征的人为模拟。既包括具有超晶格的Bi系超导体，又包括以Y系为代表的同相不同轴共格生长，以及晶格常数相同或相近不同相共格生长形成分晶格的超导体。解释了两层石墨烯片超晶格结构的超导电性的产生机制，也就清楚了高温超导产生机制。

两层石墨烯片转角超晶格产生调制晶格畸变，在一定温度下钉扎住了石墨烯晶格振动，超晶格与石墨烯晶格对抗平衡形成零晶格振动通道，电子通行无阻，超导！高温超导体的超导机制和它同理。所不同的是钉扎对抗更强，晶格振动为零出现的温度更高。可以推断，其它超导体也和晶格及出现零晶格振动相关。很可能是某些晶体，构成三维晶格的二维晶格随温度压力变化並不协同，晶格振动互相制约，在低温帮助下过早的产生零晶格振动。

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