一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称，他们制备出具有超导性的锗材料，能够在零电阻状态下导电，使电流无损耗地持续流动。在锗中实现超导，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。
长期以来，科学家一直希望让半导体材料具备超导特性，以提升计算机芯片和太阳能电池的运行速度与能源效率，推动量子技术发展。然而，在硅、锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。
此次突破由美国纽约大学、俄亥俄州立大学和澳大利亚昆士兰大学、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。
一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称，他们制备出具有超导性的锗材料，能够在零电阻状态下导电，使电流无损耗地持续流动。在锗中实现超导，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。
长期以来，科学家一直希望让半导体材料具备超导特性，以提升计算机芯片和太阳能电池的运行速度与能源效率，推动量子技术发展。然而，在硅、锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。
此次突破由美国纽约大学、俄亥俄州立大学和澳大利亚昆士兰大学、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。
旅行推销员问题是一个经典的数学问题，也是一个组合优化问题。德国柏林弗雷大学和亥姆霍兹柏林能源与材料研究中心（HZB）科学家开展的一项新研究证明，量子计算机在解决旅行推销员问题上，相较于传统 “当时是怎样选中低空经济这个领域，并且来深圳发展的？”面对这个关乎事业发展的问题，“95后”台青张晏纶坦言，“这是一场面试带来的惊喜。”张晏纶来自台湾台中市，本科就读于台湾成功大学机械工程 据《自然》20日消息称，天文学家对91对恒星所作的光谱分析显示，大约每12个恒星中就有一个可能吞噬了一个行星。在吞噬一个行星后，恒星的化学构成可能发生改变，这个过程被称为“行星吸收”。通过比 近年来，电动自行车以便利性受到大众青睐，但相关起火事故威胁着居民的生命财产安全。据国家消防救援局发布的统计数据，2023年全国共接报电动自行车火灾2.1万起，比2022年增加17.4%。电动自行车起火 21世纪经济报道记者雷晨 北京报道近日，国内AI领域的明星产品——Kimi智能助手，因流量激增遭遇了短暂的服务中断。月之暗面随后发布公告，对此次服务中断事件进行了说明，并采取了一系列紧 聊到安卓电话的拍照，大部分用户还是比较认可的，而在与iPhone电话的对比中，用户也普遍以为安卓电话的拍照水平要比iPhone更好，当然这一说法也并非空穴来风，其背后的原因直接而明确。首先，硬件配置的竞争 。本文链接：具有超导性能的锗材料制成 为开发可扩展量子器件开辟新路径http://www.sushuapos.com/show-2-14190-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 锻造北斗导航的“神经系统”
下一篇： 打通技术壁垒 推动“四链”融合