二維超導(dǎo)材料上觀察到磁激發(fā)態(tài) 或為制造量子計算機開辟新途徑
法國和俄羅斯科學(xué)家日前在二維超導(dǎo)材料上發(fā)現(xiàn)一種特殊的磁場擾動,就像一個個微小的振蕩星。這些激發(fā)態(tài)由摻入超導(dǎo)材料的磁性原子產(chǎn)生,這意味著“于淥—芝巴—魯西諾夫”狀態(tài)(YSR態(tài))鏈不只是理論,在實驗中也可以觀察到。研究人員稱,這一成果或為制造量子計算機開辟新途徑。 ![]() 二維超導(dǎo)材料上的磁場“納米星星” YSR態(tài)由中國物理學(xué)家于淥和日本、蘇聯(lián)科學(xué)家在上世紀(jì)60年代分別提出。他們預(yù)測,摻入超導(dǎo)材料中的磁性原子一定會在其周圍形成一種特殊的激發(fā)態(tài)——電子—空穴駐波,這被稱為“于淥—芝巴—魯西諾夫”狀態(tài)。根據(jù)計算,圍繞這些YSR態(tài)會可能形成拓?fù)鋵?dǎo)電區(qū),電流在此只能向一個方向流動。 據(jù)俄羅斯莫斯科物理技術(shù)學(xué)院(MIPT)近日消息,在其超導(dǎo)系統(tǒng)拓?fù)淞孔蝇F(xiàn)象實驗室指導(dǎo)下,巴黎高科高等物理化學(xué)所教授德米特里·羅迪切夫構(gòu)建了超低溫掃描隧道顯微鏡,讓研究人員首次觀察到高質(zhì)量的YSR態(tài)現(xiàn)象。 實驗中所用的二維超導(dǎo)材料是二硒化鈮晶體。研究人員觀察到的YSR態(tài)被束縛在摻入二維超導(dǎo)材料的磁性原子周圍,而且在二維系統(tǒng)中,磁擾動跨越的距離更遠(yuǎn)、更穩(wěn)定。如果能將它們排成合適陣列,有望用在量子電子器件中。 MIPT超導(dǎo)系統(tǒng)拓?fù)淞孔蝇F(xiàn)象實驗室主管瓦西里·斯托雅羅夫表示,他們證明了用二維材料而不是三維材料,會使YSR態(tài)的空間擴大幾十納米,比在一般三維超導(dǎo)材料中大10倍。射線沿著二硒化鈮晶格軸發(fā)出,形成的激發(fā)面就像一個六角電子星。這些“星星”更穩(wěn)定,更適于生成新的拓?fù)浔Wo態(tài)。 |