上海交通大学发布最新成果 为超导计算机构建找到了新方法
解放日报 2023-04-13 07:31

零电阻的超级导体,有望让“芯片发烫”问题得到终极解决。小到手机、平板、笔记本电脑的散热,大到数据中心、超算中心的热能消耗,都可能迎刃而解。这样的超导材料能否实现“单向导电”?昨天,上海交通大学发布“实验证实超导态‘分段费米面’”成果,为超导计算机构建找到了新方法。

就像一瓶半满的水能看到水面一样,一个半满的“能量带”——即能带(Energy band)也能观测到“电子面”,物理术语叫“费米面”。一种固体材料有没有费米面,决定它很多物理性质,包括是否导电等。

超导体虽可零电阻、不发热地导电,但没有费米面。1965年,德国物理学家Peter Fulde预言,有可能在原本没有费米面的超导体中产生一种特殊的“分段费米面”。但是,实现“分段费米面”在实验上十分困难,始终未能取得突破。

上海交大贾金锋院士、郑浩教授团队与麻省理工学院傅亮团队合作,设计制备了拓扑绝缘体/超导体(Bi2Te3/NbSe2)的异质结新体系,借助超导的“近邻效应”,在碲化铋(Bi2Te3)中诱导出超导,实现并观察到了“分段费米面”。

团队表示,拥有“分段费米面”的这种超导体,可以产生正向零电阻导电、反向非零电阻导电的独特现象。既能单向导电,又能零电阻导电,如此一举两得,便可用来构建超导计算机,实现无能耗的高效计算。“通过这一方法和路径,研发超导二极管,或需5到10年。”郑浩透露,未来将会以具有“分段费米面”的超导体为平台,探索构筑新型拓扑超导态、实现超导二极管效应等重要物理效应的可能性。

文/徐瑞哲

编辑/倪家宁

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