據美國物理學家組織網8月22日(rì)報道,英國倫敦大學納(nà)米技術中心和意大利羅馬第(dì)一大學物理學家聯合開發出一種X光(guāng)光刻電路技術,用X光照射直接將電路(lù)“書寫”在特(tè)殊材(cái)料(liào)上,形成高溫超導微電路。這(zhè)種產生和控製微小超導結構的技術不僅能帶來全新的低能耗電子設備,在燃料(liào)電池、催化劑等多個領(lǐng)域都具有廣泛的應用前景。相關論文發表在本周出(chū)版的《自然?材料學》雜誌上。
超導材料能以零(líng)電阻導電,將電路中的能量損耗(hào)降低到零。早在25年前科學家就發現,用X光照射某些金屬(shǔ)氧化物材料能使其中的氧原子重新排列,使(shǐ)材(cái)料在(zài)微小範圍內具有高溫超導性能。這一過(guò)程(chéng)中,X光就好像一支“繪(huì)圖”鉛筆,在二維平麵上“畫出”超導電路。
研究人員解釋(shì)說,過渡金屬氧(yǎng)化物的微觀(guān)結構都很複雜,其中氧原(yuán)子的微觀(guān)排布對材料(liào)的整體(tǐ)屬性(xìng)有著不同影(yǐng)響,也影響(xiǎng)材(cái)料的超導轉變溫度。他(tā)們發現,一種含有銅(tóng)和鑭(lán)元素的氧化物(La2CuO4+)屬於高轉變溫度的超導材料,在(zài)其(qí)間(jiān)隔層La2O2+中,晶格間氧原子序(xù)列(liè)呈不規(guī)則分(fèn)布(bù),這種不規(guī)則摻雜的特點增強了材料的高溫超導性能。他們(men)通過X光照重新排(pái)列材料微觀結構,可以控製高(gāo)溫超(chāo)導的溫度範圍,繪製出比人的頭(tóu)發絲還細的高溫超導電(diàn)路。此(cǐ)外,還能通過一種熱(rè)處理技術,“擦掉”這些電路。
研究小組目前已(yǐ)經開發出了高精度的(de)“繪圖”和“擦除”工具。“現在我們隻要幾個簡單的(de)步驟,就能直接給普通的(de)銅氧材(cái)料加入超導‘智能’了(le),甚至不需要設備製造中常(cháng)用的化學藥品。”研究小(xiǎo)組負責人、羅馬第(dì)一大學教授安東尼奧?比安康尼說。
英國倫敦大學納米技術中心(xīn)主任加布裏?埃普裏說(shuō):“我(wǒ)們的研究(jiū)證明,不需要化(huà)學品也(yě)能造出超(chāo)導體,尤其是可擦寫的超導邏輯電路,這為電子產品製造打開了新的大門。該技(jì)術更深刻的意義還在(zài)於,它有助於解決著(zhe)名的(de)‘旅行推銷員’問題(多(duō)局部最優化問題),這一問題是世界上眾(zhòng)多計算難題的基礎,從基因學到邏輯(jí)學,解決這類問題意味著計算技術(shù)範式(shì)的轉變。”
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更多>2018-10-12