使用銅酸鹽在“高溫”超導(dǎo)體方面取得重大突破
超導(dǎo)體幾十年來一直吸引著物理學(xué)家,它們允許完美的、無損的電子流動。但是這些材料,通常只在溫度很低的情況下——比絕對零度(零下273.15攝氏度)高幾度,才能表現(xiàn)出這種量子力學(xué)特性。這使得實際應(yīng)用變得困難。 近期,由哈佛大學(xué)物理學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)教授Philip Kim領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組使用銅酸鹽,在“高溫”超導(dǎo)體方面又取得了重大突破。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上。 通過使用一種獨特的低溫器件制造方法,該團隊成功研制了世界上第一個“高溫”超導(dǎo)二極管有希望的候選物。這一發(fā)明對于量子計算至關(guān)重要,代表著操縱和理解奇異材料和量子態(tài)的重要一步。 據(jù)介紹,它本質(zhì)上是一種使電流向一個方向流動的開關(guān)——由薄銅晶體制成。理論上,這樣的設(shè)備可以為量子計算等新興行業(yè)提供動力,量子計算依賴于難以維持的短暫機械現(xiàn)象。 “事實證明,高溫超導(dǎo)二極管是可能的,不需要磁場的應(yīng)用,并打開了探索奇異材料研究的新大門,”Kim說。 銅酸鹽是一種銅氧化物,幾十年前,它顛覆了物理世界,因為它顯示出在比理論溫度更高(-225華氏度)的條件下呈現(xiàn)超導(dǎo)性質(zhì)的能力。但是,由于這些材料復(fù)雜的電子和結(jié)構(gòu)特征,在不破壞其超導(dǎo)相的情況下處理它們是極其復(fù)雜的。 在最新研究中,研究人員使用了超純氬氣中的無空氣低溫晶體操縱方法,在銅酸鹽的兩層極薄的鉍鍶鈣銅氧化物(BSCCO)之間設(shè)計了一個干凈的界面。 |