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“绘制”超导电路成为可能

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“绘制”超导电路成为可能-1.jpg

科学家可设定和调剂 超导模式。



多年以来,超导特性因其改革 当前技术的潜力而倍受科学家的存眷 。然而,年夜 多半 资料 只能在极低的温度下能力 表示 出超导性质。如今,这种奇特 的零电阻性质在许多技术中都很常见,例如磁共振成像(MRI)等。未来技术可能会涉及超导体中电子行为的完全同步——相位。目前,全球正在展开一场制造首台量子计算机的竞赛。量子计算机的运算性能与相位有关。传统的超导体异常 稳定,很难被外界条件影响。如何找到一种超导状态易调控的新资料 ,成为科学家面对的重年夜 挑战。

据美国优睿科网站(eurekalert.org)10月10日报道,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)量子资料 实验室(QMAT)研究人员Philip Moll领导的重费米子非传统超导体研究团队,与德国马克斯·普朗克固体化学物理研究所、美国康奈尔年夜 学等在资料 CeIrIn5中有了惊人发明 。相关研究结果 宣布 于《科学》杂志。

CeIrIn5是一种低温超导金属资料 ,其超导温度低至-273摄氏度。Moll等与康奈尔年夜 学的Katja C. Nowack合作,证实在CeIrIn5资料 中,超导区域与正常金属态能够共存。更令人振奋的是,Moll等开发了一种模型,能赞助 研究人员设计庞杂 的传导模式,并通过转变 温度,以高度可控的方法 将其散布 在资料 中。

为了实现这一壮举,科学家们将仅有千分之一毫米厚度的CeIrIn5薄层贴合到了蓝宝石基底上。当环境冷却时,CeIrIn5薄层开始明显收缩,而蓝宝石的收缩水平 较小。由此产生  的相互作用对资料 而言是巨年夜 的拉力——它似乎 被作用力向各个偏向 拉伸。拉伸作用轻微扭曲了CeIrIn5薄层中的原子键。CeIrIn5的超导性对精确的原子结构异常敏感,因此设计扭曲的微不雅 图案是实现庞杂 超导性的症结 所在。新办法 使得研究人员能够在单晶条上“绘制”出超导电路,这为开发新的量子技术奠定  了基础。

这一突破意味着研究人员在控制重费米子资料 超导性方面取得了重年夜 突破。但这还不是终点,一名博士后研究人员已经开始探索其可能的技术应用前景。Moll说:“例如,我们可以利用微型致动器转变 资料 的形态,进而转变 超导区域。在芯片上断开和连接超导区域的操作,可以作为未来量子技术的开关器。这与计算机使用的晶体管有点类似。”
原创编译:雷鑫宇 审稿:阿淼 责编:张梦

期刊来源:《科学》

期刊编号:0036-8075

原文链接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/epfd-csr101019.php

中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。转载请注明来源。


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