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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·2025-11-04 15:40

一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称,他们制备出具有超导性的锗材料,能够在零 电阻状态下导电,使电流无损耗地持续流动。在锗中实现超导,为在现有成熟半导体工艺基础上开发可 扩展量子器件开辟了新路径。 长期以来,科学家一直希望让半导体材料具备超导特性,以提升计算机芯片和太阳能电池的运行速度与 能源效率,推动量子技术发展。然而,在硅、锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。 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。 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。 (记者张梦然 张佳欣) 此次突破由美国纽约大学、俄亥俄州立大学和澳大利亚昆士兰大学、瑞士苏黎世联邦理工学院等机构科 学家合作完成。他们通过分子束外延技术,将镓原子精确嵌入锗的晶格中,实现高浓度掺杂。 分子束外延是 ...