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在锗中实现超导 可扩展量子器件开发迎来新希望
2025年11月03日 16:33:30
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4689
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组成的团队通过分子束外延技术，将镓原子精确嵌入锗的晶格中实现高浓度掺杂，成功制备出具有超导性的锗材料。
锗是一种在自然界分布广泛的元素，但与此同时，锗的分布却又很散，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石，泥土和泉水中都含有微量的锗。这也是为什么在很长一段时间，锗是一种被预言存在，却并未被实际发现的元素。
而从性质来说，锗也非常特殊，它的导电本领劣于一般金属却又优于一般非金属，也就是我们熟知的半导体性质。也正因为该性质的存在，锗金属在半导体、红外光学、光纤通信、太阳能电池、催化剂及生物医学等多个领域展现出显著优势。
在半导体的研究中，有一个被高度关注的课题——制备出具有超导性的半导体材料。就在近日，该课题获得了重要突破，突破的关键便是锗材料。
据悉，该成果由美国纽约大学、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。团队通过分子束外延技术，将镓原子精确嵌入锗的晶格中实现高浓度掺杂，成功制备出具有超导性的锗材料。据悉，制备出的锗材料在约-269.7℃时展现出超导性。
值得一提的是，由于锗和硅这类IV族元素目前被广泛应用于计算机芯片和光纤等现代电子器件中，因此让这类材料具备超导性，意味着打开了下一代量子电路、低功耗低温电子设备和高灵敏度传感器设计的新思路，赋予了这一发展方向可能性。
目前，研究团队还在尝试进一步开发该技术的可能性，实现该技术产品化以及量产化的可能，为加速量子技术的实用化进程而努力。
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