具有超导性能的锗材料制成 为开发可扩展量子器件开辟新路径
科技日报·2025-11-03 07:35
团队强调,这种材料能构建超导与半导体区域之间的清洁界面,是实现集成量子技术的关键一步。由于 锗已在先进芯片制造中广泛应用,这项技术有望兼容现有代工厂流程,加速量子技术的实用化进程。 (文章来源:科技日报) 分子束外延是一种可以逐层生长晶体薄膜的方法,能实现原子级的精确控制。通过这种方式,研究团队 获得了高度有序的晶格结构。尽管掺杂导致晶格轻微变形,但材料依然稳定。这种经过调控的锗薄膜在 约3.5开尔文(约-269.7℃)时展现出超导性。 锗和硅同属元素周期表IV族,属于半导体材料,广泛应用于计算机芯片和光纤等现代电子器件。使其 具有超导性的关键在于引入足够多的导电电子,在低温下形成配对并协同运动,从而消除电阻。过去, 高浓度掺杂往往导致晶体破坏,难以获得稳定超导态。此次研究通过精确控制生长条件,克服了这一障 碍。 团队成员指出,锗本身在常规条件下并不具备超导能力,但通过改变其晶体结构,可以诱导出支持电子 配对的能带结构,从而实现超导。这一成果不仅拓展了对IV族半导体物理性质的理解,更打开了将其 用于下一代量子电路、低功耗低温电子设备和高灵敏度传感器的可能性。 一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称 ...