范德华接触石墨烯和硒化铌之间的带间Andreev反射镜
最受人尊敬的科学杂志《自然物理学》(Nature Physics)在2月号上发表了我们的著名科学家Konstantin Borisovich Efetov的文章。文章的在线版本镜面带间安德列夫反射在范德华石墨烯和NbSe2之间的接口
本文介绍了研究超导体和石墨烯之间的联系人的属性的结果,实验证明石墨烯和超导体,这反过来将带来研究人员创造新之间生产高质量接触的可能性电子设备,可能还有量子计算机。当然,这个目标是一个美好的未来,但是研究人员已经设法观察到一个有趣的基本效果-镜像安德烈耶夫的反思。为了纪念著名的苏联物理学家亚历山大·安德列夫(Alexander Andreev),电子从正常金属和超导体之间的边界反射的电子被称为“安德列夫”,他预测了普通金属和超导体之间电子的这种行为。
值得注意的是,实验本身是由康斯坦丁·鲍里索维奇(Konstantin Borisovich)的儿子德米特里·埃菲托夫(Dmitry Efetov)进行的。康斯坦丁·鲍里索维奇(Konstantin Borisovich)已经在我们的博客上发表了关于高温超导性的专家意见,其中以相当流行的格式描述了这种影响,该出版物引起了社区的积极讨论和认可。这次我们还请康斯坦丁·埃菲托夫(Konstantin Efetov)为我们撰写有关已发表文章的新闻稿。« » «» 5-100. .. – « ”, III , , , , 170 , Landau-Weizman, . — “ ”. Physical Review Letters, Physical Review, Reviews of Modern Physics .
由NUST MISiS资助的一个科学家组成的国际研究人员小组发表了一项有关研究超导体与石墨烯之间接触特性的重要工作。对此类纳米结构的创建和研究的兴趣归因于对由于使用物质的量子特性而产生的电子学的新机遇的寻求,以及试图创建量子计算机的尝试。重要的是要注意到,这种效应在工作中首先被观察到,它具有深刻的基本本质,并拓宽了对“纳米物理学”最有趣的效应的理解。最新一期的《自然物理学》上发表了有关这项工作的文章。从正常金属飞到超导体上的电子会以空穴的形式准确地反射回去(通常将不存在的电子描述为准粒子空穴)。这项杰出的预言是由杰出的俄罗斯物理学家A.F. 1964年的安德列夫 | 康斯坦丁·鲍里索维奇·埃菲托夫(Konstantin Borisovich Efetov) ,“量子问题中的集体现象”项目的科学主任
|
由于超导结构用于电子设备,随着纳米技术的发展,这种效果的观察成为可能,并引起了实验者和理论家的极大关注。当前,建立超导岛阵列是构造量子计算机的主要方向。石墨烯的出现带来了新的可能性,石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料。 A. Game和K. Novoselov的创作获得了2010年诺贝尔奖。由于其非凡的性能,石墨烯近年来获得了极大的欢迎,并且被认为是半导体电子学中最有希望的材料之一。但是,如果在与超导体的接触中使用石墨烯代替普通金属呢?从石墨烯入射到超导体表面的电子将如何被反射?
2007年,荷兰科学家K. Beyenakker在他的理论工作中指出,在这种情况下,Andreev反射可以显着改变其性质,因此孔不会被反射回,而是通过镜面方式反射,因为镜中会反射光。由于石墨烯的两波段电子光谱,因此会出现这种效应。这两个区域在某些点接触,如果电子能量足够接近这两个点,则入射电子可能在上部区域,而反射空穴在下部区域。这正是应该导致镜像的原因。尽管石墨烯和超导体之间的接触已经在几年前制造出来,但是对安德列夫反射的观察却是艰巨的任务,因为需要极纯的石墨烯系统。石墨烯与超导硒化铌和超纯石墨烯样品之间建立了高质量的接触,最终使我们能够观察到Andreev反射。该实验主要在纽约的哥伦比亚大学进行,得到普林斯顿大学和日本国立材料科学研究所的支持。将实验数据与Konstantin Efetov(前100名计划的项目经理)在NUST MISiS工作期间进行的理论计算结果进行了比较。理论与实验之间的良好一致性使我们可以得出结论,就是观察到的正是安德烈耶夫反射。这项工作的一位作者Dmitry Efetov(马萨诸塞州理工学院)在2015年9月于NUST“ MISiS”举行的“超导和磁性”会议上报告了这项工作的结果,这是5-100计划的一部分。
实验的主要目的是观察基本效果。但是,正如经常发生的那样,进行研究所需的技术发展为创建新设备铺平了道路。当前,对于构造量子位(量子计算机中的基本元素)的巨大希望被分配给了与电容器并联连接的“ transmons”(约瑟夫森触点)。约瑟夫逊结是通过电介质或普通金属互连的超导体。为了构造量子比特,例如,将与超导体提供良好接触的半导体线用作连接材料。在工作中实现了在石墨烯和超导体之间制造高质量触点的可能性,使基于石墨烯连接的超导体的transmon生产成为可能。 Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN390439/
All Articles