例如,最有前途的高溫超導二極體可能會出現,為量子計算提供動力

Mondo 科技 更新 2024-01-30

原標題:最有前途的高溫超導二極體或將出現。

幾十年來,超導體一直是物理學研究的熱門話題。 但是,這些允許電子完美流動的材料通常只有在非常低的溫度下(絕對零度以上幾度)才會表現出這種量子力學特性。 來自美國哈佛大學的研究團隊展示了一種製造和操縱銅酸鹽高溫超導體的新策略,為在以前無法獲得的材料中設計新形式的超導性掃清了道路。

研究團隊使用一種獨特的低溫器件製造方法,在最新一期的《科學》雜誌上報道了世界上第乙個有前途的高溫超導二極體。 它的本質是乙個開關,使電流沿乙個方向流動,由薄的赤銅礦晶體製成。 從理論上講,這種裝置可以為量子計算等新興產業提供動力。

銅酸鹽是一種氧化銅。 幾十年前,它顛覆了物理學,因為它在比理論家認為可能高得多的溫度下成為超導體。 然而,由於這些材料複雜的電子和結構特性,很難在不破壞其超導相的情況下對其進行加工。

鉍鍶鈣氧化銅,俗稱BSCCO。 在這項實驗中,研究人員在超純氬氣中使用無氣低溫晶體操作方法,在赤銅礦中的兩層極薄的BSCCO之間設計了乙個乾淨的介面。 BSCCO被認為是一種“高溫”超導體,因為它在大約-177的溫度下開始產生超導性,這在超導體中是驚人的高。 為了產生超導性,通常需要冷卻到零下240左右。

研究人員首先將BSCCO分為兩層,每層的寬度是人類頭髮寬度的千分之一。 然後,在零下90度的溫度下,研究人員以45度扭轉的方式將兩層堆疊在一起,從而保持了脆弱介面的超導性。

研究小組發現,根據電流的方向,可以在沒有電阻的情況下通過介面的最大過電流是不同的。 該團隊還演示了通過反轉這種極性來控制介面量子態。 正是這種控制使他們能夠製造可切換的高溫超導二極體。 (記者 張家欣)

[主編圈]。

今年以來,關於高溫超導領域突破的爭議引起了全球好奇心的關注。 超導材料是量子計算的理想選擇。 電子可以在超導材料中成對移動,以量子位元的形式儲存資訊此外,超導材料與半導體之間的相互作用可用於量子干涉和操縱,推動了量子資訊科技的全面飛躍。 一旦引入室溫超導量子技術,我們將能夠在每一寸土地上創造奇蹟——利用驅動耳機的功率來實現超級計算機的速度和效率。 但是,如果我們想將超導的力量帶入日常計算中,我們必須首先找到室溫超導體,這仍然是乙個懸而未決的問題。

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