首個石墨烯超導量子干涉裝置面世

有望為量子和超導研究提供新思路

科技日報北京11月6日電 (記者劉霞)瑞士科學家在最新一期《自然·納米技術》雜志上發表論文稱，他們利用石墨烯，制造出了首個超導量子干涉裝置，用于演示超導準粒子的干涉。最新研究有望促進量子技術的發展，也為超導研究開辟了新的可能性。

2004年石墨烯橫空出世，自此引發廣泛關注并獲得大力發展。石墨烯是目前已知最薄、強度最高、導電導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。

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

在最新研究中，恩斯林科研團隊利用扭曲石墨烯，制造出了首個超導量子干涉裝置(SQUID)，用于演示超導準粒子的干涉。傳統SQUID正廣泛應用于醫學、地質學和考古學等領域，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的靈敏度并不優于傳統鋁制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用范圍，此前我們已經證明石墨烯可用于制造單電子晶體管，現在又增加了超導設備。”恩斯林指出，“在量子技術中，SQUID可以容納量子比特，因此可用作執行量子操作的元件。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，但現在它們都可由石墨烯制成。”

恩斯林補充道，石墨烯內存在不同的超導相，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性是如何產生的。

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、導熱性也打破已有紀錄。自問世以來，石墨烯吸引了材料領域科學家的極大關注，新的研發成果層出不窮。但不得不說，石墨烯問世的時間并不算長，石墨烯的量產制備和產業應用仍在探索之中。這也是為什么，我們雖然可以在市場上“偶遇”一些石墨烯產品，但并不常見。當然，這些都難以掩蓋石墨烯的巨大應用潛能，我們仍需多給它一些時間。(科技日報)