例如,最有前途的高温超导二极管可能会出现,为量子计算提供动力

小夏 科技 更新 2024-01-30

原标题:最有前途的高温超导二极管或将出现。

几十年来,超导体一直是物理学研究的热门话题。 但是,这些允许电子完美流动的材料通常只有在非常低的温度下(绝对零度以上几度)才会表现出这种量子力学特性。 来自美国哈佛大学的研究团队展示了一种制造和操纵铜酸盐高温超导体的新策略,为在以前无法获得的材料中设计新形式的超导性扫清了道路。

研究团队使用一种独特的低温器件制造方法,在最新一期的《科学》杂志上报道了世界上第一个有前途的高温超导二极管。 它的本质是一个开关,使电流沿一个方向流动,由薄的赤铜矿晶体制成。 从理论上讲,这种设备可以为量子计算等新兴产业提供动力。

铜酸盐是一种氧化铜。 几十年前,它颠覆了物理学,因为它在比理论家认为可能高得多的温度下成为超导体。 然而,由于这些材料复杂的电子和结构特性,很难在不破坏其超导相的情况下对其进行加工。

铋锶钙氧化铜,俗称BSCCO。 在这项实验中,研究人员在超纯氩气中使用无气低温晶体操作方法,在赤铜矿中的两层极薄的BSCCO之间设计了一个干净的界面。 BSCCO被认为是一种“高温”超导体,因为它在大约-177的温度下开始产生超导性,这在超导体中是惊人的高。 为了产生超导性,通常需要冷却到零下240左右。

研究人员首先将BSCCO分为两层,每层的宽度是人类头发宽度的千分之一。 然后,在零下90度的温度下,研究人员以45度扭转的方式将两层堆叠在一起,从而保持了脆弱界面的超导性。

研究小组发现,根据电流的方向,可以在没有电阻的情况下通过界面的最大过电流是不同的。 该团队还演示了通过反转这种极性来控制界面量子态。 正是这种控制使他们能够制造可切换的高温超导二极管。 (记者 张家欣)

[主编圈]。

今年以来,关于高温超导领域突破的争议引起了全球好奇心的关注。 超导材料是量子计算的理想选择。 电子可以在超导材料中成对移动,以量子比特的形式存储信息此外,超导材料与半导体之间的相互作用可用于量子干涉和操纵,推动了量子信息技术的全面飞跃。 一旦引入室温超导量子技术,我们将能够在每一寸土地上创造奇迹——利用驱动耳机的功率来实现超级计算机的速度和效率。 但是,如果我们想将超导的力量带入日常计算中,我们必须首先找到室温超导体,这仍然是一个悬而未决的问题。

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