突破性進(jìn)展：科學(xué)家研制出“高溫”超導(dǎo)制造方法

IT之家 12 月 20 日消息，韓國(guó)超傳導(dǎo)低溫學(xué)會(huì)日前發(fā)布白皮書，認(rèn)定“完全沒有證據(jù)”可證明 LK99 是常溫常壓超導(dǎo)體。雖然這個(gè)室溫超導(dǎo)事件已塵埃落定，但科學(xué)家對(duì)于超導(dǎo)體的研究從未止步。

由菲利普?金（Philip Kim）領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用銅酸鹽，在“高溫”超導(dǎo)體方面又取得了重大突破。

菲利普?金帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)，使用一種獨(dú)特的低溫器件制造方法，成功研制了“高溫”超導(dǎo)二極管。這一發(fā)明對(duì)于量子計(jì)算至關(guān)重要，代表著操縱和理解奇異材料和量子態(tài)的重要一步。

物理學(xué)家在過去幾十年來一直研究超導(dǎo)體，不過這種超導(dǎo)材料通過只有在接近絕對(duì)零度的情況下才會(huì)顯現(xiàn)其特性，因此現(xiàn)階段不具備商用價(jià)值。

菲利普?金所研制的高溫超導(dǎo)二極管，是由薄銅酸鹽制成的晶體，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，開啟后可以讓電流單向流動(dòng)。

該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)由 S. Y. Frank Zhao 領(lǐng)導(dǎo)，他曾是格里芬藝術(shù)與科學(xué)研究生院的學(xué)生，現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院的博士后研究員。

在本次試驗(yàn)中，研究人員使用了超純氬（IT之家備注讀音：yà）氬氣中的無空氣低溫晶體操縱方法，在銅酸鹽的兩層極薄的鉍鍶鈣銅氧化物（BSCCO）之間設(shè)計(jì)了一個(gè)干凈的界面。

超導(dǎo)體通常需要在零下 400 華氏（零下 240 攝氏度）情況下才具備超導(dǎo)特性，而 BSCCO 被認(rèn)為是“高溫”超導(dǎo)體，可以在零下 288 華氏（零下 177.7 攝氏度）實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

研究人員首先將 BSCCO 分成兩層，每一層的寬度都是人類頭發(fā)絲寬度的千分之一。然后，在零下 130 華氏（零下 90 攝氏度）的溫度下，研究人員將兩層以 45 度扭轉(zhuǎn)的方式堆疊在一起，這就保持了脆弱界面的超導(dǎo)性。

研究小組發(fā)現(xiàn)，可以在沒有阻力的情況下通過界面的最大超電流根據(jù)電流方向的不同而不同，該團(tuán)隊(duì)還展示了通過反轉(zhuǎn)這種極性對(duì)界面量子態(tài)進(jìn)行電子控制。

IT之家附上論文參考地址：S. Y. Frank Zhao et al.,Timereversal symmetry breaking superconductivity between twisted cuprate superconductors.Science0,eabl8371DOI:10.1126/science.abl8371。