庆应义塾大学科学与技术学部的 Hideyuki Maki 副教授以碳纳米管为模板,通过将其制成硅芯片上的器件,实现了世界上最小级别的超细超导纳米线,这是在微小超导体中出现的特性。宣布成功观测到超导现象。该研究成果是与国立材料科学研究所高级研究员森山聪和群马大学科学技术学院副教授森田义文合作研究的结果。
超导在相对宏观的尺寸上表现出量子现象,已经在电子器件、光电器件、量子计算机等方面得到实际应用,但是当这种超导体微型化到纳米级时,它就变得宏观了。预计没有新的会出现超导现象。然而,许多超导材料比半导体材料更难以微制造,半导体材料变得越来越精细,这是阻碍使用微型超导体的器件实现的一个因素。
这一次,通过将碳纳米管和超导体氮化铌 (NbN) 混合,我们成功地生产出最小宽度约为 10 纳米的超细超导纳米线。此外,当在这种超导纳米线的两端制作电极结构并制成电子设备时,超导状态被破坏,电阻随着温度的降低而增加(超导-绝缘体转变),磁通量变为超导。我们已经成功观察特殊的超导现象,例如穿过纳米线的隧道现象(量子相滑)。
在这项研究中,我们成功地生产出氮化铌超导体纳米线,并已在超导器件中投入实际应用,我们还成功地在硅芯片上制作了电子器件,因此量子位和超导等超导量子器件的新应用- 预计灵敏度光电探测器。