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首個石墨烯超導量子幹涉裝置麵世

發布時間:2022-11-08 10:24:00來源: 科技日報

  首個(ge) 石墨烯超導量子幹涉裝置麵世 

  有望為(wei) 量子和超導研究提供新思路

  科技日報北京11月6日電 (記者劉霞)瑞士科學家在最新一期《自然·納米技術》雜誌上發表論文稱,他們(men) 利用石墨烯,製造出了首個(ge) 超導量子幹涉裝置,用於(yu) 演示超導準粒子的幹涉。最新研究有望促進量子技術的發展,也為(wei) 超導研究開辟了新的可能性。

  2004年石墨烯橫空出世,自此引發廣泛關(guan) 注並獲得大力發展。石墨烯是目前已知最薄、強度最高、導電導熱性能最好的新型納米材料。隨著研究的不斷深入,其更多特性也一一浮出水麵。

  雙層扭轉石墨烯——兩(liang) 個(ge) 原子層相對於(yu) 彼此稍微有所扭轉是近幾年的研究重點。一年前,蘇黎世聯邦理工學院固態物理實驗室的克勞斯·恩斯林團隊證明,扭轉雙層石墨烯可用於(yu) 製造超導設備的基本組成部分約瑟夫森結。

  在最新研究中,恩斯林科研團隊利用扭曲石墨烯,製造出了首個(ge) 超導量子幹涉裝置(SQUID),用於(yu) 演示超導準粒子的幹涉。傳(chuan) 統SQUID正廣泛應用於(yu) 醫學、地質學和考古學等領域,其靈敏的傳(chuan) 感器能夠測量磁場的微小變化,但其隻與(yu) 超導材料一起工作,因此在工作時需要使用液氦或氮氣進行冷卻。

  新研製的石墨烯SQUID的靈敏度並不優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統鋁製SQUID,且也必須冷卻至絕對零度之上2℃,“但最新研究大大拓寬了石墨烯的應用範圍,此前我們(men) 已經證明石墨烯可用於(yu) 製造單電子晶體(ti) 管,現在又增加了超導設備。”恩斯林指出,“在量子技術中,SQUID可以容納量子比特,因此可用作執行量子操作的元件。此外,通常情況下,晶體(ti) 管由矽製成,SQUID由鋁製成,不同材料需要不同加工技術,但現在它們(men) 都可由石墨烯製成。”

  恩斯林補充道,石墨烯內(nei) 存在不同的超導相,但還沒有一個(ge) 理論模型來解釋它們(men) 。最新成果也將為(wei) 超導研究帶來新的可能性,有了這些組件,也許能更好地理解石墨烯中的超導性是如何產(chan) 生的。

  總編輯圈點

  石墨烯具備一係列卓越的性能:你能想象到的最薄的材料、比表麵積最大的材料、目前已知最堅固的材料、延展性和柔韌性最強的晶體(ti) 、導熱性也打破已有紀錄。自問世以來,石墨烯吸引了材料領域科學家的極大關(guan) 注,新的研發成果層出不窮。但不得不說,石墨烯問世的時間並不算長,石墨烯的量產(chan) 製備和產(chan) 業(ye) 應用仍在探索之中。這也是為(wei) 什麽(me) ,我們(men) 雖然可以在市場上“偶遇”一些石墨烯產(chan) 品,但並不常見。當然,這些都難以掩蓋石墨烯的巨大應用潛能,我們(men) 仍需多給它一些時間。(科技日報)

(責編:陳濛濛)

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