一个国际研究团队于最新《天然·纳米技能》发表论文称，他们制备出具备超导性的锗质料，可以或许于零电阻状况下导电，使电流无损耗地连续流动。于锗中实现超导，为于现有成熟半导体工艺基础上开发可扩大量子器件斥地了新路径。
持久以来，科学家一直但愿让半导体质料具有超导特征，以晋升计较机芯片及太阳能电池的运行速率与能源效率，鞭策量子技能成长。然而，于硅、锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。
这次冲破由美国纽约年夜学、俄亥俄州立年夜学及Australia昆士兰年夜学、瑞士苏黎世联邦理工学院等机构科学家互助完成。他们经由过程份子束外延技能，于将镓原子切确嵌入锗的晶格中，实现高浓度掺杂。
份子束外延是一种可以逐层生长晶体薄膜的要领，能实现原子级的切确节制。经由过程这类方式，研究团队得到了高度有序的晶格布局。只管掺杂致使晶格稍微变形，但质料依然不变。这类颠末调控的锗薄膜于约3.5开尔文（约-269.7℃）时揭示出超导性。
锗及硅同属元素周期表IV族，属在半导体质料，广泛运用在计较机芯片及光纤等现代电子器件。使其具备超导性的要害于在引入充足多的导电电子，于低温下形成配对于并协同运动，从而消弭电阻。已往，高浓度掺杂往往致使晶体粉碎，难以得到不变超导态。这次研究经由过程切确节制生长前提，降服了这一障碍。
团队成员指出，锗自己于通例前提下其实不具有超导能力，但经由过程转变其晶体布局，可以引诱出撑持电子配对于的能带布局，从而实现超导。这一结果不仅拓展了对于IV族半导体物理性子的理解，更打开了将其用在下一代量子电路、低功耗低温电子装备及高敏捷度传感器的可能性。
团队夸大，这类质料能构建超导与半导体区域之间的清洁界面，是实现集成量子技能的要害一步。因为锗已经于进步前辈芯片制造中广泛运用，这项技能有望兼容现有代工场流程，加快量子技能的实用化进程。
-米兰·(milan)