研究人员表明新的超导体可以逐个原子地构建

电子产品的未来将基于新型材料。然而，有时，自然发生的原子拓扑使得很难产生新的物理效应。为了解决这个问题，苏黎世大学的研究人员现在成功设计了一次一个原子的超导体，创造了新的物质状态。

未来的计算机会是什么样子?它将如何运作?寻找这些问题的答案是基础物理研究的主要驱动力。有几种可能的场景，从经典电子学的进一步发展到神经形态计算和量子计算机。

所有这些方法的共同点是它们都基于新颖的物理效应，其中一些效应迄今为止仅在理论上进行了预测。研究人员竭尽全力并使用最先进的设备来寻找新的量子材料，使他们能够创造这种效应。但如果没有合适的天然材料怎么办?

超导的新方法

在最近发表在《自然物理学》上的一项研究中，苏黎世大学TitusNeupert教授的研究小组与哈勒(德国)马克斯·普朗克微结构物理研究所的物理学家密切合作，提出了一种可能的解决方案。

研究人员自己制造了所需的材料——一次一个原子。他们专注于新型超导体，这种超导体特别有趣，因为它们在低温下提供零电阻。超导体有时被称为“理想抗磁体”，由于其与磁场的非凡相互作用而被用于许多量子计算机。理论物理学家花了数年时间研究和预测各种超导态。“然而，迄今为止，只有一小部分在材料中得到了最终的证明，”纽珀特教授说。

两种新型超导

在他们的合作中，苏黎世大学的研究人员预测了原子应该如何排列以创建新的超导相，德国的团队随后进行了实验来实现相关的拓扑结构。

他们使用扫描隧道显微镜，以原子精度将原子移动并沉积在正确的位置。同样的方法也被用来测量系统的磁性和超导特性。通过在超导铌表面沉积铬原子，研究人员能够创造出两种新型超导性。类似的方法以前曾被用来操纵金属原子和分子，但直到现在还不可能用这种方法制造二维超导体。

结果不仅证实了物理学家的理论预测，而且让他们有理由推测通过这种方式可能会创造出哪些其他新的物质态，以及它们如何用于未来的量子计算机。

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