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哈佛大学研发高温超导二极管,推动量子计算

微云疏影 来源:综合整理 作者:综合整理 2023-12-20 13:38 600次阅读

12月20日报道,韩国超导协会近日公布报告,明确指出“LK-99为常温常压超导体并无确凿证据支持”。尽管此室温超导事件暂告一段落,然而科学家对超导体的探索却仍在持续推进。

在菲利普·金主导的哈佛科研团队中,他们利用铜酸盐在高温超导领域取得重大进展。

他们创新地尝试使用特殊低温工艺技术,成功制备出高温超导二极管,这项成果对于量子计算机的发展具有里程碑式的意义,也是解读和操纵奇异材料及量子状态的关键一跃。

自从上世纪起,物理学家不断探寻超导体的秘密,然而现有超导材料仅在极为接近绝对零度的环境下展现其特性,商业运用尚待进一步挖掘。

相比之下,菲利普·金团队研发的高温超导二极管由薄铜酸盐晶体制成,犹如开关,可以引导电流单向流通。

菲利普·金的合作伙伴S. Y. Frank Zhao曾在格里芬艺术与科学研究生院学习,目前任麻省理工学院的博士后研究员。

在实验过程中,他们巧妙地应用超纯净氩(yà)氩气中的无空气低温晶体操作技术,在铜酸盐的双极薄铋锶钙铜氧化物(BSCCO)之间创造了纯澈的界面。

众所周知,标准超导材料必须在零下400华氏度(即零下240摄氏度)才能达到超导状态。BSCCO则被视为高温超导体,可以在较低的零下288华氏度(零下177.7摄氏度)下呈现超导特性。

科研人员首先将BSCCO分成两层,每层仅为人发直径的千分之一宽;接着在零下130华氏度(零下90摄氏度)的环境下,将两层旋转角度为45°呈堆叠状,有效保护了超导界面的稳定。

实验结果显示,无阻力时穿过界面对应最大超电流随电流流向的改变而变化,其团队甚至演示了通过反转极性对此实施电子控制。

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