具有超导性能的锗材料WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91crane%20rental%20division制成 为开发可扩展量子器件开辟新路径劇情介紹
一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称，具有件开他们制备出具有超导性的超导材料锗材料，能够在零电阻状态下导电，制成WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91crane%20rental%20division使电流无损耗地持续流动。为开在锗中实现超导，扩展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。量器路径
长期以来，辟新科学家一直希望让半导体材料具备超导特性，具有件开以提升计算机芯片和太阳能电池的超导材料运行速度与能源效率，推动量子技术发展。制成然而，为开在硅、扩展锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。量器路径
此次突破由美国纽约大学、辟新俄亥俄州立大学和澳大利亚昆士兰大学、具有件开WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91crane%20rental%20division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，在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。
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。
【总编辑圈点】
半导体只允许部分电子通过，在室温下的导电性能介于导体与绝缘体之间。而超导体在特定温度下，电阻完全消失，电流通过时不会产生任何损耗。试想一下，假如两者强强联合，让半导体拥有超导体的“超能力”，这种新材料将既有精准控制电流的特点，又有电流零损耗的优势。一旦这种新材料得到推广应用，各种智能终端的运行速度将实现跨越式提升，而且不容易发热；电网和新能源系统将实现更高效的零损耗传输。这无疑将在多个行业领域掀起新的技术变革。
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