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