閱讀排名更多

企業(yè)直播更多

推薦展會更多

石墨烯+超導量子干涉裝置？為量子和超導研究提供新思路

2022-11-14 17:07:21來源：儀器網(wǎng)關鍵詞：石墨烯閱讀量：2046

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】超導量子干涉儀是一種能夠?qū)⒋艌龅奈⑿∽兓D(zhuǎn)換為可測量的電壓，其實質(zhì)上是一種磁通傳感器，是目前為止測量磁場靈敏度高的儀器，能夠分辨相當于十億分之一的地磁場變化。作為靈敏度極高的磁傳感器，超導量子干涉儀在生物磁測量、大地測量、無損探傷等方面獲得了廣泛的應用，如心磁儀、腦磁圖儀、超導全張量磁梯度測量裝置等。

　　超導量子干涉儀由于其廣泛的用途一直是超導應用研究最為活躍的領域之一。低溫超導量子干涉儀由于其成熟的技術，在目前應用中仍然處于主導地位，并且還擁有很大的市場。而高溫超導量子干涉儀由于其費用低廉，一直是研究的熱點，其主要被應用在無損檢測以及人體心磁測量方面。

　　然而，磁屏蔽問題和冷卻問題一直是超導量子干涉儀應用的障礙。液氮的價格昂貴，技術復雜，使得其實際應用并不廣泛。近日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院固態(tài)物理實驗室的克勞斯·恩斯林團隊利用石墨烯，制造出了首個超導量子干涉裝置，并將其用于演示超導準粒子的干涉。

　　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，石墨烯的更多特性也逐漸浮出水面。魔角扭曲雙層石墨烯是近幾年的研究重點。

　　在扭曲魔角附近，雙層石墨烯會從弱關聯(lián)的費米液體轉(zhuǎn)變?yōu)閺婈P聯(lián)的二維電子系統(tǒng)，其電學特性對載流子密度和環(huán)境因素(如附近柵極的接近度和扭曲角的變化)非常敏感。伴隨著扭曲轉(zhuǎn)角的變化，魔角扭曲雙層石墨烯會展現(xiàn)出超導性、相互作用誘導的絕緣態(tài)、磁性、電子向列性、低溫線性電阻率和量子化反?；魻枒B(tài)等一系列獨特的物理性質(zhì)。

　　大約在一年前，恩斯林團隊就已經(jīng)證明，扭轉(zhuǎn)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(jié)。然而，研究團隊并不滿足于這種突破，因為這些石墨烯超導量子干涉儀相比傳統(tǒng)的鋁制超導量子干涉儀沒有太大的優(yōu)勢，并且和傳統(tǒng)超導量子干涉儀一樣的是它也必須冷卻到接近絕對零度的水平(絕對零度以上2度)。

　　恩斯林團隊建立在先前的門定義結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的基礎上，并在魔角扭曲雙層石墨烯中形成超導量子干涉裝置，其中超導相位差通過磁場進行控制。研究團隊觀察到臨界電流的磁振蕩，證明了有效電荷為2e的超導電荷載流子的長程相干性。研究團隊還通過靜電控制對結(jié)的臨界電流來調(diào)諧到不對稱和對稱超導量子干涉儀配置。這種可調(diào)性使他們能夠研究器件中的電感，找到高達2μH的值。

　　在量子技術中，超導量子干涉儀可以容納量子比特，因此可用作執(zhí)行量子操作的元件。此外，通常情況下，晶體管由硅制成，超導量子干涉儀由鋁制成，不同材料需要不同加工技術，但現(xiàn)在它們都可由石墨烯制成，意味著可以在單一材料中結(jié)合半導體的晶體管和超導體制成新型超導量子干涉儀。

　　盡管目前還沒有一個理論模型來解釋石墨烯內(nèi)存在不同的超導相，但最新的研究成果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(chǎn)生的。我們可以期待石墨烯的巨大應用潛能。同時，作為一種微弱磁場測量技術，超導量子干涉儀在未來數(shù)十年仍將有著極其誘人的前景和潛在的巨大市場。

　　(資料參考來源：科技日報)

上一篇：富營養(yǎng)化水體治理新方法光固化3D打印微生物活性體研究獲進展

下一篇：照亮病灶的“納米燈籠” 光操控的生物傳感研究領域獲重要進展

版權(quán)與免責聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權(quán)利。

全部評論

昵稱驗證碼匿名

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個字符)

表情

所有評論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場無關

相關新聞更多

喜訊：廈門斯研100噸/年氧化石墨烯生產(chǎn)線順利投產(chǎn)
廈門斯研新材料有限公司的100噸級氧化石墨烯生產(chǎn)線已順利完成安裝調(diào)試，正式投入生產(chǎn)運營。此次廈門斯研100噸級氧化石墨烯生產(chǎn)線的順利投產(chǎn)，是科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級的生動實踐，也為企業(yè)打開了新的發(fā)展空間和市場機遇。

2025-01-06 09:41:52

18259
從“0”到“1”的突破！中美聯(lián)合團隊制成世界首個功能性石墨烯半導體
在本次天津大學天津納米顆粒與納米系統(tǒng)國際研究中心的突破性研究中，具有帶隙的半導體石墨烯為高性能電子器件帶來了全新的材料選擇。

2024-01-08 14:59:32

1126
石墨烯需在制備與應用領域持續(xù)突破
在日前舉辦的第二十五屆中國國際高新技術成果交易會上，全球首個產(chǎn)業(yè)化應用的二維石墨烯材料亮相。

2023-12-27 15:00:09

24332
關于召開2023（第十屆）中國國際石墨烯創(chuàng)新大會的通知
為了進一步推動石墨烯領域的產(chǎn)學研交流合作，充分展示石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果，回顧總結(jié)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，共同探討石墨烯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢，深度解析石墨烯新技術產(chǎn)業(yè)化未來路徑；同時面向國家重大需求，踐行國家新材料自立自強新戰(zhàn)略，通過石墨烯新材料著力解決關鍵戰(zhàn)略材料領域的“卡脖子”核心問題以及新材料研發(fā)、應用、需求脫節(jié)的問題，為優(yōu)質(zhì)的石墨烯創(chuàng)新成果提供良好的展示平臺，推動石墨烯創(chuàng)新技術與產(chǎn)業(yè)深度結(jié)合，賦能我

2023-07-18 16:56:22

1668
保暖“神器”粉墨登場科技走進生活如何改變冬天
隨著氣溫的連續(xù)驟減，冬天的氛圍也逐漸濃厚了起來，眼看大家衣服越穿越多，一個老生常談的問題又開始占據(jù)大眾的茶余飯后——冬季保暖。一般來說，冬季保暖離不開熱水袋、電熱毯這些家中常備產(chǎn)品，北方則還有暖氣集中供暖，這三樣也被大眾稱呼為冬季保暖“三件套”。不過近幾年，隨著科技水平發(fā)展以及一些實驗室技術慢慢開始被使用到民用產(chǎn)品中，這個“三件套”也慢慢變成了“老三樣”，新的保暖“神器”憑借其安全性以及供熱效果，

2022-11-21 15:50:48

3427
日本電子中標廈門大學掃描透射電鏡采購項目
近日，廈門大學發(fā)布了“廈門大學石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院掃描透射電子顯微鏡”的中標結(jié)果，中標單位為捷歐路（北京）科貿(mào)有限公司，中標金額為3660.0萬元（人民幣）。

2021-01-06 09:29:03

4945