瑞士科學(xué)家在最新一期《自然·納米技術(shù)》雜志上發(fā)表論文稱，他們利用石墨烯，制造出了首個超導(dǎo)量子干涉裝置，用于演示超導(dǎo)準粒子的干涉。最新研究有望促進量子技術(shù)的發(fā)展，也為超導(dǎo)研究開辟了新的可能性。

2004年石墨烯橫空出世，自此引發(fā)廣泛關(guān)注并獲得大力發(fā)展。石墨烯是目前已知最薄、強度最高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的新型納米材料。隨著研究的不斷深入，其更多特性也一一浮出水面。

雙層扭轉(zhuǎn)石墨烯——兩個原子層相對于彼此稍微有所扭轉(zhuǎn)是近幾年的研究重點。一年前，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院固態(tài)物理實驗室的克勞斯·恩斯林團隊證明，扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯可用于制造超導(dǎo)設(shè)備的基本組成部分約瑟夫森結(jié)。

在最新研究中，恩斯林科研團隊利用扭曲石墨烯，制造出了首個超導(dǎo)量子干涉裝置(SQUID)，用于演示超導(dǎo)準粒子的干涉。傳統(tǒng)SQUID正廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)和考古學(xué)等領(lǐng)域，其靈敏的傳感器能夠測量磁場的微小變化，但其只與超導(dǎo)材料一起工作，因此在工作時需要使用液氦或氮氣進行冷卻。

新研制的石墨烯SQUID的靈敏度并不優(yōu)于傳統(tǒng)鋁制SQUID，且也必須冷卻至絕對零度之上2℃，“但最新研究大大拓寬了石墨烯的應(yīng)用范圍，此前我們已經(jīng)證明石墨烯可用于制造單電子晶體管，現(xiàn)在又增加了超導(dǎo)設(shè)備。”恩斯林指出，“在量子技術(shù)中，SQUID可以容納量子比特，因此可用作執(zhí)行量子操作的元件。此外，通常情況下，晶體管由硅制成，SQUID由鋁制成，不同材料需要不同加工技術(shù)，但現(xiàn)在它們都可由石墨烯制成。”

恩斯林補充道，石墨烯內(nèi)存在不同的超導(dǎo)相，但還沒有一個理論模型來解釋它們。最新成果也將為超導(dǎo)研究帶來新的可能性，有了這些組件，也許能更好地理解石墨烯中的超導(dǎo)性是如何產(chǎn)生的。

總編輯圈點：

石墨烯具備一系列卓越的性能：你能想象到的最薄的材料、比表面積最大的材料、目前已知最堅固的材料、延展性和柔韌性最強的晶體、導(dǎo)熱性也打破已有紀錄。自問世以來，石墨烯吸引了材料領(lǐng)域科學(xué)家的極大關(guān)注，新的研發(fā)成果層出不窮。但不得不說，石墨烯問世的時間并不算長，石墨烯的量產(chǎn)制備和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用仍在探索之中。這也是為什么，我們雖然可以在市場上“偶遇”一些石墨烯產(chǎn)品，但并不常見。當然，這些都難以掩蓋石墨烯的巨大應(yīng)用潛能，我們?nèi)孕瓒嘟o它一些時間。(科技日報記者 劉霞)

標簽： 首個石墨烯 超導(dǎo)量子 干涉裝置面世 有望為量子和超導(dǎo)研究