麻省理工学院的研究人员发现，当一块石墨烯与两种超导材料接近时，可以“借用”这些材料中的一些超导质量。当石墨烯夹在超导体之间时，其电子状态即使在其中心也会发生显着变化。

研究人员表明石墨烯的电子，以前表现为单个粒子，而是配对在“Andreev状态” - 一种基本的电子配置，允许传统的非超导材料带有“超电流”，一种流动而不耗散能量的电流。

未来，研究人员的石墨烯平台可用于探索外来粒子，如Majorana费米子，它们被认为是由Andreev状态产生的，可能是构建强大的，防错量子计算机的关键粒子。

1962年，英国物理学家布莱恩大卫约瑟夫森预测，在它们之间夹入非超导层的两个超导体可以维持电子对的超电流，而不需要任何外部电压。总的来说，在许多实验中已经测量了与约瑟夫森效应相关的超电流。但安德列夫认为，超级电流的微观构建块只能在少数系统中观察到，例如银线，而不是二维材料。

麻省理工学院的团队通过使用石墨烯解决了这个问题，石墨烯是一种非常“干净”的系统，几乎没有电子散射。石墨烯的扩展原子配置还使科学家能够在材料与超导体接触时测量石墨烯的电子Andreev状态。科学家还可以控制石墨烯中的电子密度，并研究它如何影响超导邻近效应。

研究人员从一块石墨上剥去了一块非常薄的石墨烯薄片，只有几百纳米宽，并将薄片放在一块由氮化硼晶体覆盖的小基板上，覆盖着一块石墨。在石墨烯薄片的两端，它们放置了一个由铝制成的电极，在低温下表现为超导体。然后，他们将整个结构放入稀释冰箱中，并将温度降至20毫克以下，并在铝的超导范围内。

在他们的实验中，研究人员通过对整个结构施加变化的磁场来改变超导体之间流动的超电流的大小。他们还将外部电压直接施加到石墨烯上，以改变材料中的电子数量。

在这些变化的条件下，该团队测量了石墨烯的电子态密度，同时薄片与两个铝超导体接触。利用隧道光谱，研究人员能够探测石墨烯的中心区域，看看超导体是否有任何影响，即使在它们没有物理接触石墨烯的区域。

测量结果表明石墨烯的电子通常作为单个粒子配对，但在“挫败”配置中，能量依赖于磁场。“中央石墨烯中的对是令人沮丧的......这些受挫的对是物理学家所知道的安德列夫所说的;它们带着超流。”

该团队发现安德列夫州为响应不断变化的磁场而改变了能量。当石墨烯具有更高的电子密度并且在电极之间存在更强的超电流时，Andreev状态更明显。

“[超导体]实际上给予石墨烯一些超导质量，”研究人员说。“我们发现这些电子会受到超导体的极大影响。”

虽然研究人员在低磁场下进行了实验，但他们说他们的平台可能是探索应该出现在高磁场下的更具异国情调的Majorana费米子的起点。