關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
不到兩年前,科學家發現二硼化鎂 (MgB2)——一種相對簡單且容易獲得的金屬化合物——可以幾乎無電阻地導電。 此外,它的超導性發生在約 39 開爾文的溫度下,這比類似超導體所需的溫度高得多。 但是,迄今為止,用該化合物製造超導電路的努力收效甚微。 現在,《自然·材料》雜誌 current issue 中描述的一項新技術可能為製造基於 MgB2 的器件鋪平道路。
超導器件需要在單個表面上生長多層薄膜。 一種製造 MgB2 薄膜的 current 方法產生具有良好超導效能但表面粗糙的薄片,這使得它們難以分層。 第二種方法可以製造更光滑的薄膜,但汙染的可能性很高。 在這項新工作中,賓夕法尼亞州立大學的郗小星和他的同事在氫氣存在下將鎂片加熱到 700 攝氏度以上。 當他們新增乙硼烷氣體(硼和氫的混合物)時,MgB2 薄膜開始在反應室內的藍寶石表面上生長。 研究人員報告稱,氫氣的存在是關鍵,因為它阻止了氧化鎂的形成,氧化鎂會汙染薄膜並降低其超導性。 他們的薄膜(見圖)表現出與塊狀 MgB2 相似的超導特性。
儘管這些發現對於基於 MgB2 的新技術令人鼓舞,但該工藝尚未為商業化做好準備。 到目前為止,科學家們一次只能製造一張薄膜。 “但由於該系統目前非常簡單,”西北大學材料研究所的 John Rowell 在一篇隨附的評論中寫道,“很容易想象可以進行修改,從而可以順序沉積多種超導體、絕緣體和其他材料,這對於成功的多層薄膜技術是必需的。”