2024年3月12日发(作者：雀信)
光学精密机械 ２０１ １年第３期（总第１２２期）
Ｘ光可直接“书写＂高温超导电路
据美国物理学家组织网报道，英国伦 Ｌａ２０２＋中，晶格间氧原子序列呈不规则分
敦大学纳米技术中心和意大利罗马第一大
布，这种不规则掺杂的特点增强了材料的
学物理学家联合开发出一种ｘ光光刻电路
高温超导性能。他们通过ｘ光照重新排列
技术，用ｘ光照射直接将电路“书写”在特
材料微观结构，可以控制高温超导的温度
殊材料上，形成高温超导微电路。这种产 范围，绘制出比人的头发丝还细的高温超
生和控制微小超导结构的技术不仅能带来
导电路。此外，还能通过一种热处理技术，
全新的低能耗电子设备，在燃料电池、催化 “擦掉”这些电路。
剂等多个领域都具有广泛的应用前景。相
研究小组目前已经开发出了高精度的
关论文发表在本周出版的《自然・材料学》
“绘图”和“擦除”工具。“现在我们只要几
杂志上。
个简单的步骤，就能直接给普通的铜氧材
超导材料能以零电阻导电，将电路中 料加入超导智能了，甚至不需要设备制造
的能量损耗降低到零。早在２５年前科学
中常用的化学药品。”研究小组负责人、罗
家就发现，用ｘ光照射某些金属氧化物材
马第一大学教授安东尼奥・比安康尼说。
料能使其中的氧原子重新排列，使材料在
英国伦敦大学纳米技术中心主任加布
微小范围内具有高温超导性能。这一过程
里・埃普里说：“我们的研究证明，不需要
中，ｘ光就好像一支“绘图”铅笔，在二维平
化学品也能造出超导体，尤其是可擦写的
面上“画出”超导电路。
超导逻辑电路，这为电子产品制造打开了
研究人员解释说，过渡金属氧化物的 新的大门。该技术更深刻的意义还在于，
微观结构都很复杂，其中氧原子的微观排
它有助于解决著名的旅行推销员伺题（多
布对材料的整体属性有着不同影响，也影
局部最优化问题），这一问题是世界上众多
响材料的超导转变温度。他们发现，一种 计算难题的基础，从基因学到逻辑学，解决
含有铜和镧元素的氧化物（Ｌａ２Ｃｕ０４＋）属 这类问题意味着计算技术范式的转变。”
于高转变温度的超导材料，在其间隔层
单光子路由器
据美国物理学家组织网报道，瑞典和
本的数据处理和路由。
西班牙科学家联合研制出首块在单光子层
瑞典查尔姆斯理工大学的物理学家佩
面工作的路由器，其由一个“人造原子”制
尔・戴辛和克里斯・威尔逊领导的科研团
成，他们还成功演示了内嵌于一条传输线
队与西班牙国家研究委员会的科学家携手
中的该路由器如何将单个光子从一个输人
完成了这项研究，结果发表在《物理学评论
端口运送至两个输出端口中的一个。科学
快报》杂志上。
家们表示，这种单光子路由器未来能作为
相比于电子，对光子进行控制和引导
量子信息网络中的量子节点，为其提供基
更加困难，这主要是因为光子不像电子那
・
ｌ２・
光学精密机械 ２０１ １年第３期（总第１２２期）
样拥有强烈的相互作用，因此，目前的路由
强烈的控制脉冲出现时，它会引起电磁诱
器大多使用电子。然而，量子隧道的一个
导透明（ＥＩＴ）现象，致使原子对这束微弱的
重要要求是粒子能在长距离上分发数据，
探测光束变得透明，导致光子旅行到输出
光子“天生”能比原子等其他量子系统行进 端口２。采用这种方式，科学家能将入射光
更远的距离，因此，在量子信息网络中用光
子引导到两个输出端口中的一个。
子做信息载体效果更好。
戴辛表示，这是首块在单光子层面工
为了建立这个单光子路由器，科学家
作的路由器，且其消光效率可达９９．６％，这
们使用一个超导量子位（量子计算机中的
表明，光子可有效地耦合到路由器上并被
最小信息单位）作为“人造原子”（尽管这
很好地控制。而且，其切换时间（入射光子
个量子位实际上由几个原子组成，但它拥
从一个端口切换到另一个端口的时间）仅
有离散的能量状态，像真正的单个原子）。
为几纳秒。另外，这种路由器很容易进行
接着，科学家们将这个量子位耦合到一个
扩展，以使其具有更多输出端口，这一点对
一
维的传输线上，微波光子能够沿着这个
它用作量子点必不可少。
传输线行进。随后，科学家们在其上持续
戴辛指出，除了主要运用于未来的量
施加一个微弱的光子探针，有时候也补充
子计算机网络中，这种路由器对于研究也
一
个更强烈的控制脉冲。如果没有这束强
非常有用，例如，可用来将单光子源的光子
烈的控制脉冲，人造原子会反射入射的光
分发到同一块芯片上的几个实验中，让科
子，入射光子会行进到输出端口１。当这束 学家使用同束光线进行更多实验。
大分子碳结构有机半导体问世
据美国物理学家组织网报道，一个国 和手机等电子产品都由硅制成，制造成本
际科研团队首次研制出了一种含巨大分子 很高；而碳基（塑料）有机电子产品不仅制
的有机半导体材料，其结构稳定，拥有卓越 造方便、成本低廉，而且轻便柔韧可弯曲，
的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造 代表了“电子设备无处不在”这一未来趋
现代电子设备中广泛使用的场效应晶体
势。
管。科学家们表示，最新突破将会让以塑
以前的研究表明，碳结构越大，其性能
料为基础的柔性电子设备“遍地开花”。相 越优异。但科学家们一直未曾研究出有效
关研究发表在材料科学领域最著名的杂志
的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳
《先进材料》上。
结构以进行研究，直到此次祖切斯库团队
美国维克森林大学物理学副教授奥纳
研制出这种新的用于制造晶体管的有机半
・
祖切斯库和来自美国斯坦福大学、肯塔
导体材料。
基大学、阿巴拉契亚州立大学、英国伦敦帝
有机半导体是一种塑料材料。其拥有
国理工学院等各个专业领域的科学家携手
的特殊结构让其具有导电性。在现代电子
合作，研制出了这种有机半导体材料。科
设备中，电路使用晶体管控制不同区域之
学家们表示，最新研究有望让人造皮肤、智
间的电流。科学家们对新的有机半导体材
能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿
料进行了研究并探索了其结构与电学属性
戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。
之间的关系。
科学家们指出，在目前的消费市场上， 祖切斯库团队也用新材料制造出了场
电子产品都很昂贵，主要因为电视机、电脑
效应晶体管，这种场效应晶体管是所有现
．
１ ３・
2024年3月12日发(作者：雀信)
光学精密机械 ２０１ １年第３期（总第１２２期）
Ｘ光可直接“书写＂高温超导电路
据美国物理学家组织网报道，英国伦 Ｌａ２０２＋中，晶格间氧原子序列呈不规则分
敦大学纳米技术中心和意大利罗马第一大
布，这种不规则掺杂的特点增强了材料的
学物理学家联合开发出一种ｘ光光刻电路
高温超导性能。他们通过ｘ光照重新排列
技术，用ｘ光照射直接将电路“书写”在特
材料微观结构，可以控制高温超导的温度
殊材料上，形成高温超导微电路。这种产 范围，绘制出比人的头发丝还细的高温超
生和控制微小超导结构的技术不仅能带来
导电路。此外，还能通过一种热处理技术，
全新的低能耗电子设备，在燃料电池、催化 “擦掉”这些电路。
剂等多个领域都具有广泛的应用前景。相
研究小组目前已经开发出了高精度的
关论文发表在本周出版的《自然・材料学》
“绘图”和“擦除”工具。“现在我们只要几
杂志上。
个简单的步骤，就能直接给普通的铜氧材
超导材料能以零电阻导电，将电路中 料加入超导智能了，甚至不需要设备制造
的能量损耗降低到零。早在２５年前科学
中常用的化学药品。”研究小组负责人、罗
家就发现，用ｘ光照射某些金属氧化物材
马第一大学教授安东尼奥・比安康尼说。
料能使其中的氧原子重新排列，使材料在
英国伦敦大学纳米技术中心主任加布
微小范围内具有高温超导性能。这一过程
里・埃普里说：“我们的研究证明，不需要
中，ｘ光就好像一支“绘图”铅笔，在二维平
化学品也能造出超导体，尤其是可擦写的
面上“画出”超导电路。
超导逻辑电路，这为电子产品制造打开了
研究人员解释说，过渡金属氧化物的 新的大门。该技术更深刻的意义还在于，
微观结构都很复杂，其中氧原子的微观排
它有助于解决著名的旅行推销员伺题（多
布对材料的整体属性有着不同影响，也影
局部最优化问题），这一问题是世界上众多
响材料的超导转变温度。他们发现，一种 计算难题的基础，从基因学到逻辑学，解决
含有铜和镧元素的氧化物（Ｌａ２Ｃｕ０４＋）属 这类问题意味着计算技术范式的转变。”
于高转变温度的超导材料，在其间隔层
单光子路由器
据美国物理学家组织网报道，瑞典和
本的数据处理和路由。
西班牙科学家联合研制出首块在单光子层
瑞典查尔姆斯理工大学的物理学家佩
面工作的路由器，其由一个“人造原子”制
尔・戴辛和克里斯・威尔逊领导的科研团
成，他们还成功演示了内嵌于一条传输线
队与西班牙国家研究委员会的科学家携手
中的该路由器如何将单个光子从一个输人
完成了这项研究，结果发表在《物理学评论
端口运送至两个输出端口中的一个。科学
快报》杂志上。
家们表示，这种单光子路由器未来能作为
相比于电子，对光子进行控制和引导
量子信息网络中的量子节点，为其提供基
更加困难，这主要是因为光子不像电子那
・
ｌ２・
光学精密机械 ２０１ １年第３期（总第１２２期）
样拥有强烈的相互作用，因此，目前的路由
强烈的控制脉冲出现时，它会引起电磁诱
器大多使用电子。然而，量子隧道的一个
导透明（ＥＩＴ）现象，致使原子对这束微弱的
重要要求是粒子能在长距离上分发数据，
探测光束变得透明，导致光子旅行到输出
光子“天生”能比原子等其他量子系统行进 端口２。采用这种方式，科学家能将入射光
更远的距离，因此，在量子信息网络中用光
子引导到两个输出端口中的一个。
子做信息载体效果更好。
戴辛表示，这是首块在单光子层面工
为了建立这个单光子路由器，科学家
作的路由器，且其消光效率可达９９．６％，这
们使用一个超导量子位（量子计算机中的
表明，光子可有效地耦合到路由器上并被
最小信息单位）作为“人造原子”（尽管这
很好地控制。而且，其切换时间（入射光子
个量子位实际上由几个原子组成，但它拥
从一个端口切换到另一个端口的时间）仅
有离散的能量状态，像真正的单个原子）。
为几纳秒。另外，这种路由器很容易进行
接着，科学家们将这个量子位耦合到一个
扩展，以使其具有更多输出端口，这一点对
一
维的传输线上，微波光子能够沿着这个
它用作量子点必不可少。
传输线行进。随后，科学家们在其上持续
戴辛指出，除了主要运用于未来的量
施加一个微弱的光子探针，有时候也补充
子计算机网络中，这种路由器对于研究也
一
个更强烈的控制脉冲。如果没有这束强
非常有用，例如，可用来将单光子源的光子
烈的控制脉冲，人造原子会反射入射的光
分发到同一块芯片上的几个实验中，让科
子，入射光子会行进到输出端口１。当这束 学家使用同束光线进行更多实验。
大分子碳结构有机半导体问世
据美国物理学家组织网报道，一个国 和手机等电子产品都由硅制成，制造成本
际科研团队首次研制出了一种含巨大分子 很高；而碳基（塑料）有机电子产品不仅制
的有机半导体材料，其结构稳定，拥有卓越 造方便、成本低廉，而且轻便柔韧可弯曲，
的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造 代表了“电子设备无处不在”这一未来趋
现代电子设备中广泛使用的场效应晶体
势。
管。科学家们表示，最新突破将会让以塑
以前的研究表明，碳结构越大，其性能
料为基础的柔性电子设备“遍地开花”。相 越优异。但科学家们一直未曾研究出有效
关研究发表在材料科学领域最著名的杂志
的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳
《先进材料》上。
结构以进行研究，直到此次祖切斯库团队
美国维克森林大学物理学副教授奥纳
研制出这种新的用于制造晶体管的有机半
・
祖切斯库和来自美国斯坦福大学、肯塔
导体材料。
基大学、阿巴拉契亚州立大学、英国伦敦帝
有机半导体是一种塑料材料。其拥有
国理工学院等各个专业领域的科学家携手
的特殊结构让其具有导电性。在现代电子
合作，研制出了这种有机半导体材料。科
设备中，电路使用晶体管控制不同区域之
学家们表示，最新研究有望让人造皮肤、智
间的电流。科学家们对新的有机半导体材
能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿
料进行了研究并探索了其结构与电学属性
戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。
之间的关系。
科学家们指出，在目前的消费市场上， 祖切斯库团队也用新材料制造出了场
电子产品都很昂贵，主要因为电视机、电脑
效应晶体管，这种场效应晶体管是所有现
．
１ ３・