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在鍺中實(shí)現(xiàn)超導(dǎo) 可擴(kuò)展量子器件開(kāi)發(fā)迎來(lái)新希望
2025年11月03日 16:33:30
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4543
由美國(guó)紐約大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)和澳大利亞昆士蘭大學(xué)、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子束外延技術(shù)，將鎵原子精確嵌入鍺的晶格中實(shí)現(xiàn)高濃度摻雜，成功制備出具有超導(dǎo)性的鍺材料。
鍺是一種在自然界分布廣泛的元素，但與此同時(shí)，鍺的分布卻又很散，銅礦、鐵礦、硫化礦以至巖石，泥土和泉水中都含有微量的鍺。這也是為什么在很長(zhǎng)一段時(shí)間，鍺是一種被預(yù)言存在，卻并未被實(shí)際發(fā)現(xiàn)的元素。
而從性質(zhì)來(lái)說(shuō)，鍺也非常特殊，它的導(dǎo)電本領(lǐng)劣于一般金屬卻又優(yōu)于一般非金屬，也就是我們熟知的半導(dǎo)體性質(zhì)。也正因?yàn)樵撔再|(zhì)的存在，鍺金屬在半導(dǎo)體、紅外光學(xué)、光纖通信、太陽(yáng)能電池、催化劑及生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。
在半導(dǎo)體的研究中，有一個(gè)被高度關(guān)注的課題——制備出具有超導(dǎo)性的半導(dǎo)體材料。就在近日，該課題獲得了重要突破，突破的關(guān)鍵便是鍺材料。
據(jù)悉，該成果由美國(guó)紐約大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)和澳大利亞昆士蘭大學(xué)、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)科學(xué)家合作完成。團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子束外延技術(shù)，將鎵原子精確嵌入鍺的晶格中實(shí)現(xiàn)高濃度摻雜，成功制備出具有超導(dǎo)性的鍺材料。據(jù)悉，制備出的鍺材料在約-269.7℃時(shí)展現(xiàn)出超導(dǎo)性。
值得一提的是，由于鍺和硅這類(lèi)IV族元素目前被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)芯片和光纖等現(xiàn)代電子器件中，因此讓這類(lèi)材料具備超導(dǎo)性，意味著打開(kāi)了下一代量子電路、低功耗低溫電子設(shè)備和高靈敏度傳感器設(shè)計(jì)的新思路，賦予了這一發(fā)展方向可能性。
目前，研究團(tuán)隊(duì)還在嘗試進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該技術(shù)的可能性，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)產(chǎn)品化以及量產(chǎn)化的可能，為加速量子技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程而努力。
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