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。
今年1月，英国分子生物学家肖尔托·戴维发表文章，指控美国哈佛大学医学院附属丹娜-法伯癌症研究所科学家通过修改图片伪造数据。随后该研究所正式宣布撤回6篇论文，并纠正了另外31篇论文的 玻璃，是我们日常生活中常见且应用非常广泛的一种材料，如外墙、窗户、杯子、灯饰……但玻璃的应用远不止于此。2024年3月22日14时，由中国下一代教育基金会与中国平安共同主办、科技 21世纪经济报道记者 冯恋阁 王俊 广州、北京报道2013年播出的科幻电视剧《黑镜》第二季中有这样一个故事——女主角玛莎在男友艾什被车祸夺走生命之后，长久无法走出分离的痛苦，最终选 30台发动机助进阶版“鹊桥”升空 中新社西安3月20日电 (记者 张一辰)3月20日8时31分，长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场顺利升空，成功将“鹊桥二号”卫星送入预定轨道。作为公共中继星平台，“鹊桥二号” 3月23日消息，vivo即将于3月26日发布vivo X Fold3系列折叠屏电话，其中包含vivo X Fold3和vivo X Fold3 Pro两款新品。据悉，vivo X Fold3采用了首发的碳纤维龙骨铰链，重量仅为219克，厚度为4.65毫米。相 3月24日消息，今天数码博主“厂长是关同学”曝光了huaweiMate 70系列电话的部分配置信息。该博主表示，huawei全新的Mate 70系列首发会搭载新的芯片，芯片的性能差不多可以比肩5.5nm，还是值得期待的。同 。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
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