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上海交大制“神奇薄膜”或触发电子技术新革命

文字:[大][中][小] 2016-7-8    浏览次数:751    

  一种厚度只有头发丝万分之一的特殊人工薄膜,有可能“终结”全球物理学家长达70多年寻找“马约拉纳费米子”的“马拉松竞赛”。上海交通大学最新发布的此项研究成果,引发学界广泛关注。世界权威杂志《Science》审稿人称其为“材料科学的突破”。上海交通大学物理系贾金锋、钱冬研究组28日透露,由其领衔的科研团队制备出一种由拓扑绝缘体材料和超导体材料复合而成的特殊人工薄膜,令神秘莫测的“马约拉纳费米子”探测有望在年内实现。费米子(如电子、质子)和玻色子(如光子、介子)是基本粒子的两大类。1937年,意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预测自然界可能存在一种特殊的费米子,它是自己的反粒子。人们将此称为“马约拉纳费米子”。几十年来,全世界的科学家通过不同方式热情寻找着马约拉纳费米子。

  这种费米子一旦被发现,将意味着科学家找到了一把通往拓扑量子计算时代的“钥匙”。这将使在固体中实现拓扑量子计算成为可能。由此,不仅能解决量子计算容错性问题,还能带来大得多的运算空间,从而引发未来电子技术的新一轮革命。   

  据介绍,上海交大低维物理和界面工程实验室通过无数次实验,在拓扑绝缘体与超导体之间插入一种超薄的过渡层,从而形成了一种特殊的人工薄膜,首次成功实现了超导体和拓扑绝缘体的“珠联璧合”。他们发现超导的特性能传递到拓扑绝缘体上,使拓扑绝缘体也具有超导体的“本领”。这种人工薄膜系统最适合探测和操纵“马约拉纳费米子”。

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