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    研究人員開發出新型納米線:最適合用于研究量子效應的材料

    來源:中國粉末冶金商務網 2018-09-20 08:55中國投資咨詢網 A-A+

      特文特大學梅薩研究所的研究人員與德爾夫特和艾因霍溫的同事合作,成功地開發出同時具有可以捕獲單個電子的“量子點”和超導電性的納米線。這種納米線可以在量子計算機的發展中發揮巨大作用。研究結果發表在“先進材料”雜志上。

      量子計算機利用材料的量子特性,這些特性只有在幾十納米的尺度上才能展現出來。這意味著量子計算機需要一組與標準計算機完全不同的功能模塊。世界各地的研究人員都在致力于制造這樣的功能模塊,但目前還不清楚哪種材料制作的產品具有最好的性能。

      特文特大學的研究人員與德爾夫特和埃因霍溫技術大學的同事合作,成功地開發出了一種新的有趣的模塊。他們成功地用鍺和硅制造出新型的納米線,在這些納米線中“量子點”可以捕獲單個電子產生超導電性。電子在這種條件下,能夠在介質中實現無電阻移動。

      量子點和超導電性的結合使得制造出“馬氏費米子”成為可能,這種粒子是一種反粒子,被認為是未來量子計算機的重要組成部分。

      盡管這并不是科學家們第一次成功地制造出具有量子點、可以產生超導電性的納米線,但是這是第一次使用鍺核和硅殼制作出具有超導電性的納米線。

      據研究人員喬斯特·里德爾博斯(JoostRidderbos)透露,這種材料除了它的的量子特性之外,還具有結構組成非常明確的優點。也就是說,人們可以非常精確地制造這種材料,保證每一個原子都在正確的位置。

      里德爾博斯表示:“我不能說這是制作量子計算機的最終材料。我沒有預知未來的能力,我只能說這是一種理想的材料,特別適合用來進行與量子計算機的發展相關的基礎研究。這是研究開發量子計算機的最佳設計路線的最佳材料。

      研究人員首先生產出直徑約為20納米的導線,然后給它安裝了微小的鋁電極。他們在絕對零度以上0.02K(零下273.15攝氏度)的環境中,成功地導通了超導導線,并借助外部電場創造了一個包含有一個“電子洞”的量子點。

    關鍵詞:納米 量子
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