簡介
英國倫敦大學納米技術中心和義大利羅馬第一大學物理學家聯合開發出一種X光光刻電路技術，用X光照射直接將電路“書寫”在特殊材料上，形成高溫超導微電路。這種產生和控制微小超導結構的技術不僅能帶來全新的低能耗電子設備，在燃料電池、催化劑等多個領域都具有廣泛的套用前景。相關論文發表在本周出版的《自然·材料學》雜誌上。超導材料能以零電阻導電，將電路中的能量損耗降低到零。早在25年前科學家就發現，用X光照射某些金屬氧化物材料能使其中的氧原子重新排列，使材料在微小範圍內具有高溫超導性能。這一過程中，X光就好像一支“繪圖”鉛筆，在二維平面上“畫出”超導電路。
研究人員解釋說，過渡金屬氧化物的微觀結構都很複雜，其中氧原子的微觀排布對材料的整體屬性有著不同影響，也影響材料的超導轉變溫度。他們發現，一種含有銅和鑭元素的氧化物(La2CuO4+)屬於高轉變溫度的超導材料，在其間隔層La2O2+中，晶格間氧原子序列呈不規則分布，這種不規則摻雜的特點增強了材料的高溫超導性能。他們通過X光照重新排列材料微觀結構，可以控制高溫超導的溫度範圍，繪製出比人的頭髮絲還細的高溫超導電路。此外，還能通過一種熱處理技術，“擦掉”這些電路。
研究小組目前已經開發出了高精度的“繪圖”和“擦除”工具。“現在我們只要幾個簡單的步驟，就能直接給普通的銅氧材料加入超導‘智慧型’了，甚至不需要設備製造中常用的化學藥品。”研究小組負責人、羅馬第一大學教授安東尼奧·比安康尼說。
英國倫敦大學納米技術中心主任加布里·埃普里說：“我們的研究證明，不需要化學品也能造出超導體，尤其是可擦寫的超導邏輯電路，這為電子產品製造打開了新的大門。該技術更深刻的意義還在於，它有助於解決著名的‘旅行推銷員’問題(多局部最最佳化問題)，這一問題是世界上眾多計算難題的基礎，從基因學到邏輯學，解決這類問題意味著計算技術範式的轉變。”
