科技动态:在芯片上实现光诱超导性
发布日期:2023-12-8    点击率:148

用激光束开启超导性能可以集成在芯片上,开辟了一条通往光电应用的道路。

德国汉堡马克斯普朗克物质结构与动力学研究所(MPSD)的研究人员介绍,用激光束开启超导性能可以集成在芯片上,开辟了一条通往光电应用的道路。

他们的研究结果发表在《自然·通讯》上,并且光激发K3C60的电响应不是线性的,即样品的电阻取决于施加的电流。这是超导电性的一个关键特征,验证了之前的一些观察结果,并为K3C60薄膜的物理学提供了新的信息和观点。

对材料进行光学操纵以在高温下产生超导电性是MPSD的一个关键研究重点。到目前为止,这种策略已经在几种量子材料中取得了成功,包括铜酸盐、k-(ET)2-X和K3C60。在这些材料的光驱动态的先前研究中,已经观察到增强的电相干性和消失的电阻。

在这项研究中,来自 Cavalleri 小组的研究人员部署了片上非线性太赫兹光谱,以开拓皮秒传输测量领域(皮秒是万亿分之一秒)。他们将 K3C60 薄膜连接到具有共面波导的光电导开关。


测量设置,其中中红外和可见光束聚焦在光电器件上。
他们使用可见激光脉冲触发开关,通过材料发送持续仅一皮秒的强电流脉冲。电流脉冲以光速的一半穿过固体后,到达另一个开关,该开关作为探测器,揭示了重要信息,如超导电性的特征电信号。
通过同时将K3C60薄膜暴露于中红外光下,研究人员能够观察到光激发材料中的非线性电流变化。这种所谓的临界电流行为和迈斯纳效应是超导体的两个关键特征。然而,到目前为止,两者都没有被测量过,这使得在激发的固体中演示临界电流行为尤为重要。此外,该团队发现,K3C60的光驱动状态类似于所谓的颗粒超导体,由弱连接的超导岛组成。
MPSD具有独特的优势,可以在皮秒尺度上进行此类测量,其芯片上的设置是在内部设计和构建的。主要作者、卡瓦列里小组的科学家王怡琳说:“我们开发了一种技术平台,非常适合探测非平衡状态下的非线性输运现象,如非线性和反常霍尔效应、安德列夫反射等”。此外,非平衡超导与光电子平台的整合可能会导致基于这种效应的新器件。
原文出处相关链接:https://phys.org/news/2023-11-photo-induced-superconductivity-chip.html
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