全球首个石墨烯超导量子干涉装置面世

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来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Ensslin团队利用石墨烯制作了首个超导量子干涉装置，演示超导准粒子的干涉这大大拓展了碳石墨烯的应用范围

相关论文已发表在Nature Nanotechnology，DOI:10.1038/s41565—022—01222—0这一研究成果有望推动量子技术的发展，为超导研究开辟新的可能性

2004年，康斯坦丁诺·瓦希洛夫和安德烈·海姆首次创造出仅由一层碳原子组成的二维晶体这种材料被命名为石墨烯，从此引起了广泛的关注并获得了极大的发展石墨烯是目前已知的最薄，强度最高，导电性和导热性最好的新型纳米材料伴随着研究的深入，它的更多特征浮出水面

现在，ETH的研究人员首次从双层扭曲石墨烯中制备了超导元件，即SQUID，以演示超导准粒子的干涉在量子技术中，这些敏感的传感器被用作量子位这些基本元素可用于执行量子运算和构建更复杂的电路

根据官方新闻稿，这一成果首先基于ETH固态物理实验室Klaus Ensslin和Thomas Ihn团队的研究工作本站了解到，他们在大约一年前证明了扭曲的双层石墨烯可以用来制作超导设备的基本部件约瑟夫森结

可是，研究人员并不满足于他们的突破，因为这些石墨烯SQUID与传统的铝SQUID相比并没有太大的优势，而且和传统的SQUID一样，它必须冷却到接近绝对零度。

据恩斯林介绍，他们已经显著扩大了应用范围:五年前，我们能够证明石墨烯可以用来制造单电子晶体管现在我们给它加上了超导性

根据施加的电压，石墨烯可以在绝缘，导电和超导三种状态之间变化此外，现在这一结果表明，我们可以在单一材料中结合半导体晶体管和超导体，制成新的SQUID

恩斯林指出，在量子技术中，SQUID可以持有量子比特，因此可以作为一个元素进行量子运算另外，一般来说，晶体管是硅做的，SQUID是铝做的，不同的材料需要不同的加工工艺，但是现在都可以用石墨烯做

根据Ensslin的说法，他们未来的研究将专注于在同一个晶体上使用石墨烯，以结合两个量子系统的优势。

恩斯林补充说，石墨烯中存在不同的超导相，但没有理论模型来解释它们最新的成果也将为超导研究带来新的可能有了这些成分，或许可以更好地理解石墨烯中的超导性是如何产生的

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