交链碳纳米管上的超导纳米线生长的示意图(上)、在电极间形成的超导碳纳米线的扫描型电子显示镜图像(左下)、宽17nm的超导纳米线的透射型电子显微镜图像(右下)。
交链碳纳米管上的超导纳米线生长的示意图(上)、在电极间形成的超导碳纳米线的扫描型电子显示镜图像(左下)、宽17nm的超导纳米线的透射型电子显微镜图像(右下)。
日本庆应义塾大学、日本物质及材料研究机构(NIMS)及日本群马大学于2016年6月1日宣布，以直径1nm的碳纳米管为模板，成功制出了最小约10nm宽的超极细超导纳米线。此外还将该超导纳米线制成器件，成功观测到了微小超导体呈现的特别的超导现象。
通过以交链的碳纳米管为模板，使作为超导材料的氮化铌(NbN)生长，成功生成了全长数μm的连续不断的高品质超导纳米线。氧化铌超导体具有很高的超导转移温度，被广泛应用于多种超导电子器件及光检测器等。
另外，此次在超导纳米线两端制作电极构造形成电子器件并进行了检测，观测到了巨大超导体所没有的特别的超导量子现象，比如越是低温、超导状态越差且电阻越高的“超导-绝缘体转移”，以及磁通横截超导纳米线形成隧道的“量子相滑移”。
在大家熟知的超导材料中，多数材料与半导体器件相比都很难实现微细化，无法轻松获得显现量子现象的10nm级低维构造。而此次的方法跨越了以往光刻技术的极限，是一种新的纳米线制作方法，可用于包括多元类在内的多种材料。
另外，使用超导纳米线的器件采用在硅芯片上直接形成的制作方法，今后可应用于多种超导器件。尤其是在超导量子器件领域，已有研究者提出了使用量子相滑移的量子位，今后有望实现进一步的发展。此次的研究成果已于5月31日(美国时间)在物理学会杂志《Applied Physics Letters》的在线版上公开。
来源：中国新材料网
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