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- 首個石墨烯超導量子干涉裝置面世
- 來源：科技日報 劉霞 發(fā)表于 2023/2/16
瑞士科學家在新一期《自然·納米技術》雜志上發(fā)表論文稱，他們利用石墨烯，制造出了超導量子干涉裝置，用于演示超導準粒子的干涉。新研究有望促進量子技術的發(fā)展，也為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(fā)廣泛關注并獲得大力發(fā)展。石墨烯是目前已知薄、強度高、導電導熱性能好的新型納米材料。隨著研究的不斷深入，其更多特性也一一浮出水面。
雙層扭轉石墨烯——兩個原子層相對于彼此稍微有所扭轉是近幾年的研究。一年前，蘇黎世聯(lián)邦理工學院固態(tài)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于制造超導設備的基本組成部分約瑟夫森結。
在新研究中，恩斯林科研團隊利用扭曲石墨烯，制造出了超導量子干涉裝置（SQUID），用于演示超導準粒子的干涉。傳統(tǒng)SQUID正廣泛應用于醫(yī)學、地質(zhì)學和考古學等領域，其靈敏的傳感器能夠測量磁場的微小變化，但其只與超導材料一起工作，因此在工作時需要使用液氦或氮氣進行冷卻。
新研制的石墨烯SQUID的靈敏度并不優(yōu)于傳統(tǒng)鋁制SQUID，且也須冷卻至絕對零度之上2℃，“但新研究大大拓寬了石墨烯的應用范圍，此前我們已經(jīng)證明石墨烯可用于制造單電子晶體管，現(xiàn)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(zhí)行量子操作的元件。此外，通常情況下，晶體管由硅制成，SQUID由鋁制成，不同材料需要不同加工技術，但現(xiàn)在它們都可由石墨烯制成。”
恩斯林補充道，石墨烯內(nèi)存在不同的超導相，但還沒有一個理論模型來解釋它們。新成果也將為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(chǎn)生的。
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