記者徐瑞哲

  零電阻的超級導體，有望讓“晶片發燙”問題得到終極解决。小到手機、平板、筆記型電腦的散熱，大到資料中心、超算中心的熱能消耗，都可能迎刃而解。這樣的超導材料能否實現“單向導電”？昨天，上海交通大學發佈“實驗證實超導態‘分段費米麵’”成果，為超導電腦構建找到了新方法。

  就像一瓶半滿的水能看到水面一樣，一個半滿的“能量帶”——即能帶（Energy band）也能觀測到“電子面”，物理術語叫“費米麵”。一種固體資料有沒有費米麵，决定它很多物理性質，包括是否導電等。

  超導體雖可零電阻、不發熱地導電，但沒有費米麵。1965年，德國物理學家Peter Fulde預言，有可能在原本沒有費米麵的超導體中產生一種特殊的“分段費米麵”。但是，實現“分段費米麵”在實驗上十分困難，始終未能取得突破。

  上海交大賈金鋒院士、鄭浩教授團隊與麻省理工學院傅亮團隊合作，設計製備了拓撲絕緣體/超導體（Bi2Te3/NbSe2）的異質結新體系，借助超導的“近鄰效應”，在碲化鉍（Bi2Te3）中誘匯出超導，實現並觀察到了“分段費米麵”。

  團隊表示，擁有“分段費米麵”的這種超導體，可以產生正向零電阻導電、反向非零電阻導電的獨特現象。既能單向導電，又能零電阻導電，如此一舉兩得，便可用來構建超導電腦，實現無能耗的高效計算。“通過這一方法和路徑，研發超導二極體，或需5到10年。”鄭浩透露，未來將會以具有“分段費米麵”的超導體為平臺，探索構築新型拓撲超導態、實現超導二極體效應等重要物理效應的可能性。