IT之家 11 月 7 日新闻,瑞士苏黎世联国理工大学 (ETH) 的恩斯林(Ensslin)团队利用石墨烯,造作出了首个超导量子过问装置,用于演示超导准粒子的过问。这大大扩大了碳石墨烯的用处领域。
有关论文已经颁发在《天然?纳米技术》上,DOI:10.1038/s41565-022-01222-0。这一钻研成就有望推进量子技术的发展,也为超导钻研启发了新的可能性。
2004 年,康斯坦丁?诺沃肖洛夫 (Konstantin Novoselov) 和安德烈?海姆 (Andre Geim) 初次创造了仅由一层碳原子组成的二维晶体。这种资料被定名为石墨烯,自此引发宽泛关注并获得大力发展。石墨烯是目前已知最薄、强度最高、导电导热机能最好的新型纳米资料。随着钻研的不休深刻,其更多个性也逐一浮出水面。
此刻,ETH 钻研人员初次从双层旋转石墨烯中造备出了超导元件,即 SQUID (超导量子过问器件),用于演示超导准粒子的过问。在量子技术中,这些敏感的传感器被用作量子比特 (qubits)。这些根基元素可用于执行量子运算和构建更复杂的电路。
凭据官方新闻稿,这个成就首先成立在 ETH 固态物理尝试室的 Klaus Ensslin 和 Thomas Ihn 团队的钻研工作之上。IT之家相识到,他们约莫一年前就已经证明,旋转双层石墨烯可用于造作超导设备的根基组成部门约瑟夫森结 (Josephson junction)。
然而,钻研人员并不满足于将他们这种突破,由于这些石墨烯 SQUID 相比传统的铝造 SQUID 也没有太大优势,并且和传统 SQUID 一样的是它也必须冷却到靠近绝对零度的水平(绝对零度以上 2 度)。
凭据恩斯林的说法,它们显著扩大了利用领域:“五年前,我们已经可能证明石墨烯能够用于造作单电子晶体管。此刻我们又在其中增长了超导性。”
凭据施加的电压,石墨烯能够在绝缘、导电、超导三种状态之间变动。此表,此刻这一了局批注我们能够在单一资猜中结合半导体的晶体管和超导体造成新型 SQUID。
恩斯林指出,“在量子技术中,SQUID 能够包容量子比特,因而可用作执行量子操作的元件。此表,通常情况下,晶体管由硅造成,SQUID 由铝造成,分歧资料必要分歧加工技术,但此刻它们都可由石墨烯造成。”
依照 Ensslin 的说法,他们将来的钻研将专一于在统一晶体上使用石墨烯来结合两种量子系统的利益。
恩斯林补充路,石墨烯内存在分歧的超导相,但还没有一个理论模型来诠释它们。最新成就也将为超导钻研带来新的可能性,有了这些组件,也许能更好地理解石墨烯中的超导性是若何产生的。









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