透明膠帶（dài）在（zài）半導體內誘發出高溫超導（dǎo）現象

發布日期：2014-07-08 作者：點擊：

據物理學家組織網9月12日（北京（jīng）時間）報道，由多倫多大學物理學家領導的國際研究小組利用透明膠帶首次在半導體內誘發出了高溫超（chāo）導現象。這一方（fāng）法為研製可用於量（liàng）子計算機和提升能效的新型設備鋪平（píng）了道路。相關論（lùn）文發表在9月11日出版的《自（zì）然—通訊》雜誌上。
高溫超導是一種（zhǒng）物理現象，通常指一些具有比其他超導物質更高臨（lín）界溫度的物（wù）質在液氮環（huán）境下產生的超導現象。而高溫超導體（tǐ）是指無需加熱就能夠（gòu）在液氮（dàn）溫度下導電且不會損失能量的材料，其通常也指在液氮溫度以上超導的材料（liào）。它們目前被用於低（dī）損耗輸電，並可作為（wéi）量子計算（suàn）機等下一代設（shè）備的基礎構件。
人們（men）在1911年發現超導體的時候，就被其（qí）奇特的性質，即零電阻、反磁性和量子隧道效應所吸（xī）引。但在此後長達75年的時間內，所有已發現的（de）超導體都隻能（néng）在極低的溫度（dù）下才顯示超導。另外，隻有特定的鐵化合物和銅氧化（huà）物才顯示出高溫超導特性，但銅氧化物卻具有完全不同（tóng）的結構以及複雜的化學組成，使其無法與（yǔ）一般的半導體相結合，因此這種（zhǒng）化（huà）合（hé）物的（de）實際應用也深受限製，而探索它（tā）們所能產生的新效（xiào）應也變得尤為重（chóng）要。例（lì）如，觀察材料的鄰近效應，即一種材料中的超導性（xìng）會引發其他鄰近（jìn）的普（pǔ）通半導體也能產生超導現（xiàn）象。由於基本（běn）的量子力學要求（qiú）兩種材料要進行近乎完美的接觸（chù），因此上述（shù）情況很難發生。
研究小組負責人、該校的物理學家肯尼斯·博奇談道：“通常情況（kuàng）下，半（bàn）導體和超導體之間的交界麵材料需（xū）經（jīng）過複雜的生長過程（chéng）才能形成，製造（zào）的工具也要（yào）比人的頭發更為精細。而這個界麵正是此次試驗中透明膠帶的附著地。”研究團隊使用了透明膠帶和玻璃載片來（lái）放置高溫超導體，使其接近（jìn）一種特殊類型的半導體——拓撲絕緣體（tǐ）。拓撲絕緣體能像大（dà）部分的半導體一樣，其表麵十分具有金屬質感（gǎn），允許電荷移動。這是因為在拓撲絕緣體的內部，電子能帶結構（gòu）和常規的絕緣（yuán）體相似，其費米能級位於導帶和價帶之間。而（ér）在拓撲絕緣體的（de）表麵存（cún）在一些特殊的量子態，這些量子態位於塊（kuài）體能帶結構的帶隙之中，從而允許導電（diàn）。因此也在這種新奇的半導體內（nèi）首（shǒu）次誘發了高溫超（chāo）導現象。安全膠帶（dài）