凝聚态物理:新型一维超导体

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曼彻斯特大学的研究人员在超导性领域取得了重要突破,他们成功利用新创建的一维(1D)系统在高磁场中实现了强大的超导性。这一突破为在量子霍尔效应区域实现超导性开辟了有希望的道路,这是凝聚态物理领域长期以来面临的挑战。

这项研究发表在《自然》杂志上,详细介绍了由安德烈·盖姆教授、朱利安·巴里尔博士和纳·辛博士领导的曼彻斯特团队进行的广泛工作。他们最初采用了传统方法,将反向传播的边缘态置于彼此的近旁。然而,这一方法被证明存在局限性。

随后,该团队尝试了一种新策略,灵感来源于他们早期展示的石墨烯领域边界可能具有高导电性的工作。通过将这样的领域壁置于两个超导体之间,他们实现了反向传播的边缘态之间的最佳接近,同时最大程度地减小了杂质的影响。

进一步的研究揭示,这种接近超导性并非源自于沿着领域壁传播的量子霍尔边缘态,而是源自于领域壁内部存在的严格的一维电子态。这些一维态由国家石墨烯研究院的弗拉基米尔·法尔科教授的理论团队证实存在,并表现出比量子霍尔边缘态更强的与超导性混合的能力。

这一单模一维超导性的发现为进一步研究开辟了令人兴奋的途径。该团队已经证明了利用栅压可以操纵这些电子态,并观察到调制超导性属性的站立电子波。

这一发现展示了一维超导性的激动人心前景。这种一维系统在同一纳米空间内以两个相反方向传播的电子极为罕见,并有望解决基础物理学中的一系列问题。

这一研究代表了在超导性领域的又一步进。这种新型一维超导体的发展预计将为量子技术的进步打开大门,并为探索新物理铺平道路,吸引了各个科学界的兴趣。

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