據(jù)物理學家組織網9月12日（北京時間）報道，由多倫多大學物理學家領導的國際研究小組利用透明膠帶首次在半導體內誘發(fā)出了高溫超導現(xiàn)象。這一方法為研制可用于量子計算機和提升能效的新型設備鋪平了道路。相關論文發(fā)表在9月11日出版的《自然?通訊》雜志上。

      高溫超導是一種物理現(xiàn)象，通常指一些具有比其他超導物質更高臨界溫度的物質在液氮環(huán)境下產生的超導現(xiàn)象。而高溫超導體是指無需加熱就能夠在液氮溫度下導電且不會損失能量的材料，其通常也指在液氮溫度以上超導的材料。它們目前被用于低損耗輸電，并可作為量子計算機等下一代設備的基礎構件。

      人們在1911年發(fā)現(xiàn)超導體的時候，就被其奇特的性質，即零電阻、反磁性和量子隧道效應所吸引。但在此后長達75年的時間內，所有已發(fā)現(xiàn)的超導體都只能在極低的溫度下才顯示超導。另外，只有特定的鐵化合物和銅氧化物才顯示出高溫超導特性，但銅氧化物卻具有完全不同的結構以及復雜的化學組成，使其無法與一般的半導體相結合，因此這種化合物的實際應用也深受限制，而探索它們所能產生的新效應也變得尤為重要。例如，觀察材料的鄰近效應，即一種材料中的超導性會引發(fā)其他鄰近的普通半導體也能產生超導現(xiàn)象。由于基本的量子力學要求兩種材料要進行近乎完美的接觸，因此上述情況很難發(fā)生。

      研究小組負責人、該校的物理學家肯尼斯?博奇談道：“通常情況下，半導體和超導體之間的交界面材料需經過復雜的生長過程才能形成，制造的工具也要比人的頭發(fā)更為精細。而這個界面正是此次試驗中透明膠帶的附著地?！毖芯繄F隊使用了透明膠帶和玻璃載片來放置高溫超導體，使其接近一種特殊類型的半導體??拓撲絕緣體。拓撲絕緣體能像大部分的半導體一樣，其表面十分具有金屬質感，允許電荷移動。這是因為在拓撲絕緣體的內部，電子能帶結構和常規(guī)的絕緣體相似，其費米能級位于導帶和價帶之間。而在拓撲絕緣體的表面存在一些特殊的量子態(tài)，這些量子態(tài)位于塊體能帶結構的帶隙之中，從而允許導電。因此也在這種新奇的半導體內首次誘發(fā)了高溫超導現(xiàn)象。

   總編輯圈點：

      透明膠帶和高溫超導，這兩個看似風牛馬不相及的東西，卻神奇地聯(lián)系到了一起，讓我們不得不驚嘆科學家的非凡想像力。超導技術作為21世紀的寵兒，其發(fā)展、應用和普及將在世界能源方面發(fā)揮不朽的作用，將為世界免去大量不必要的邊緣耗散。如果這些能量被合理利用，對人類的發(fā)展不可謂不大。超導材料的普及必將是一場材料大革命，其意義并不會亞于其他科技革命。而文中所述的研究發(fā)現(xiàn)，或將超導材料的應用普及引入“快車道”。