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- 首個石墨烯超導(dǎo)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(xué)家在新一期《自然·納米技術(shù)》雜志上發(fā)表論文稱，他們利用石墨烯，制造出了超導(dǎo)量子干涉裝置，用于演示超導(dǎo)準(zhǔn)粒子的干涉。新研究有望促進(jìn)量子技術(shù)的發(fā)展，也為超導(dǎo)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(guān)注并獲得大力發(fā)展。石墨烯是目前已知薄、強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)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(zhuǎn)石墨烯——兩個原子層相對于彼此稍微有所扭轉(zhuǎn)是近幾年的研究。一年前，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院固態(tài)物理實(shí)驗(yàn)室的克勞斯·恩斯林團(tuán)隊(duì)證明，扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯可用于制造超導(dǎo)設(shè)備的基本組成部分約瑟夫森結(jié)。
在新研究中，恩斯林科研團(tuán)隊(duì)利用扭曲石墨烯，制造出了超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID），用于演示超導(dǎo)準(zhǔn)粒子的干涉。傳統(tǒng)SQUID正廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)和考古學(xué)等領(lǐng)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(dǎo)材料一起工作，因此在工作時需要使用液氦或氮?dú)膺M(jìn)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(yīng)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(dǎo)設(shè)備�！倍魉沽种赋觯霸诹孔蛹夹g(shù)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(shù)，但現(xiàn)在它們都可由石墨烯制成�！�
恩斯林補(bǔ)充道，石墨烯內(nèi)存在不同的超導(dǎo)相，但還沒有一個理論模型來解釋它們。新成果也將為超導(dǎo)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(dǎo)性是如何產(chǎn)生的�！ �
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