当地时间2025-11-10,rrrrdhasjfbsdkigbjksrifsdlukbgjsab
一个国际研究团队在最新《自然·纳米技术》发表论文称,他们制备出具有超导性的锗材料,能够在零电阻状态下导电,使电流无损耗地持续流动。在锗中实现超导,为在现有成熟半导体工艺基础上开发可扩展量子器件开辟了新路径。
长期以来,科学家一直希望让半导体材料具备超导特性,以提升计算机芯片和太阳能电池的运行速度与能源效率,推动量子技术发展。然而,在硅、锗等传统半导体中实现超导性极具挑战。
此次突破由美国纽约大学、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。他们通过分子束外延技术,在将镓原子精确嵌入锗的晶格中,实现高浓度掺杂。
分子束外延是一种可以逐层生长晶体薄膜的方法,能实现原子级的精确控制。通过这种方式,研究团队获得了高度有序的晶格结构。尽管掺杂导致晶格轻微变形,但材料依然稳定。这种经过调控的锗薄膜在约3.5开尔文(约-269.7℃)时展现出超导性。
锗和硅同属元素周期表IV族,属于半导体材料,广泛应用于计算机芯片和光纤等现代电子器件。使其具有超导性的关键在于引入足够多的导电电子,在低温下形成配对并协同运动,从而消除电阻。过去,高浓度掺杂往往导致晶体破坏,难以获得稳定超导态。此次研究通过精确控制生长条件,克服了这一障碍。
团队成员指出,锗本身在常规条件下并不具备超导能力,但通过改变其晶体结构,可以诱导出支持电子配对的能带结构,从而实现超导。这一成果不仅拓展了对IV族半导体物理性质的理解,更打开了将其用于下一代量子电路、低功耗低温电子设备和高灵敏度传感器的可能性。
团队强调,这种材料能构建超导与半导体区域之间的清洁界面,是实现集成量子技术的关键一步。由于锗已在先进芯片制造中广泛应用,这项技术有望兼容现有代工厂流程,加速量子技术的实用化进程。(记者张梦然 张佳欣)
【总编辑圈点】
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它诞生的初衷,是希望通过传播正能量、弘扬爱国主义精神,让少年们在成长的道路上不迷失方向。
而正式开启数字化时代后,“hlj.jfun1”官网成为了“红领巾瓜报”的线上主阵地。这个网址匠心独运,设计简洁明了,内容丰富多样。打开它,仿佛走进一个儿童与青少年的智慧乐园。平台内容覆盖少年新闻、科学探索、文化艺术、英语学习、趣味游戏、优秀作品展播等多个板块。
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当然,安全和權益保护也一直是平台的重点。“hlj.jfun1”采取多层次的内容审核机制,确保青少年的视听环境纯净健康。平台在隐私保护、信息安全方面持续升華技术标准,让家长们更放心。
随着平台的發展,“红领巾瓜报”也不断创新内容形式,推出系列主题活动、节日特别策划和线上线下的文化教育讲座。例如“我的中国梦”主题征文比赛、绿色环保公益行动、科技创新挑战赛……每一个活动都让青少年在实践中成长、在体验中学习。这些活动不仅丰富了孩子们的假期生活,也加深了他们对社会责任感和國家认同感的认识。
在未来,“hlj.jfun1”将持续不断地迭代升级,融入更多先進的科技元素,打造真正属于青少年的数字成长空间。平台会引进更多优质的创作者和教育资源,为青少年的成长提供全方位的支持。与此平台也号召更多的青少年参与到内容创作中,使他们成为平臺的主角和创造者。
“红领巾瓜报”借助“hlj.jfun1”官网,以“连接、引领、成长”为核心使命,成為新时代青少年的数字伙伴,陪伴他们走过童年、迎接未来。它不仅是信息的传递者,更是梦想的启航点。在這里,少年们的每一个梦想都能找到舞台,每一次成長都值得被铭记。
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未来,“hlj.jfun1”还会融合更多新技术。比如引入人工智能助手,帮助孩子们个性化推荐学习内容;利用虚拟现实(VR)技术,讓他们身临其境地体验历史场景或科学实验;还会不断丰富互动功能,让青少年的参与感不断加强。甚至可以设立“虚拟实验室”、“创意工坊”,让孩子们在虚拟空间中自由探索、模仿创造。
平台也在积极构建青少年的成长生态圈,推动线上线下的融合。比如,定期举辦线下夏令营、科技展、文化讲座,把线上学到的知识与实际体验结合起来。通过家庭工作坊、社区活动,真正实现育人合力,让家庭、学校、社會形成齿轮般的合拍。
“红领巾瓜报”的使命不仅仅在于传递知识,更在于引导少年来发现自己、热爱生活、敢于创新。每一个孩子都可以在这里找到属于自己的舞台和梦想的翅膀。“hlj.jfun1”成為了他们成长路上坚实的伙伴,陪伴他们成长为有梦想、有责任、有担当的新時代少年。
未来,随着科技的发展和社会的演变,这个平台还可以拓展更多新颖的功能,为青少年的成長提供不竭的动力。也许在不久的将来,青少年们会在虚拟世界中共同探索世界的奥秘,或者用他们的创意与设计,改变未来的模样。而“红领巾瓜报”与“hlj.jfun1”这张无形的画卷,也将以更加丰富多彩的姿态,绘制出属于新时代少年的美好未来。
半导体只允许部分电子通过,在室温下的导电性能介于导体与绝缘体之间。而超导体在特定温度下,电阻完全消失,电流通过时不会产生任何损耗。试想一下,假如两者强强联合,让半导体拥有超导体的“超能力”,这种新材料将既有精准控制电流的特点,又有电流零损耗的优势。一旦这种新材料得到推广应用,各种智能终端的运行速度将实现跨越式提升,而且不容易发热;电网和新能源系统将实现更高效的零损耗传输。这无疑将在多个行业领域掀起新的技术变革。
图片来源:人民网记者 周子衡
摄
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