零電阻的單原子層材料

First proof of single atomic layer material with zero electrical resistance
http://www.physorg.com/news/2011-11-proof-atomic-layer-material-electrical.html

November 24, 2011

NIMS International Center for Materials Nanoarchitectonics（MANA，NIMS 國際奈米結構中心）的一個研究小組已證明，一種在矽表面上的金屬單原子層，因為超導電性，其電阻為零。

一個由 Dr. Takashi Uchihashi（内橋隆，MANA 的科學家）與 Dr. Tomonobu Nakayama（中山知信，MANA 的首席研究者，二位都隸屬於日本 NIMS／物質．材料研究機構的 MANA）所領導的研究小組證明，一種由矽表面上之金屬單原子層所構成的材料，因超導電性而成為零電阻。

目前主流積體電路所使用的半導體裝置在運作期間會產生過量的熱，從節能與環保的觀點來看，這是一種嚴重的問題。使用超導體的邏輯元件，已受到矚目成為一種有效的候選者，對此問題，那提供一種根本的解決方案。另一方面，以採用超導電裝置的單光子偵測器，來進行量子資訊通訊的研究，也正發展成一種保證完美資訊安全的通訊方式。身為未來實際應用的問題，在個別裝置中實現高度整合與高效率等，是必要的。精緻化並創造出由超導電性材料所構成的薄膜，被視為對此目的有效。

聚焦在一矽表面上以特殊結構排列的銦單原子層，這個由 Dr. Uchihashi 所領導的團隊，是世上第一個觀察到這種材料的電阻變零，且冷卻到低溫的時，這種材料展現出超導電性的團隊。此外，當通過這種材料的電流增強時，這種材料最大有可能讓 6.1*10^9 A/m^2（電流密度）的大電流通過。根據超導電性的原理，那預測超導電流（零電阻電流）難以通過一固體表面極度受侷限的（confined）與混亂的區域。然而，這項研究推翻了這種可能性。

這項研究闡明了這個事實：超導材料的厚度可以被減少到原子層次的終極極限。可以想見，這項成就將加速與超導邏輯元件更進一步精緻化／整合的相關研究，以及具更高效率／更高速度之超導偵測器的研究。

這些研究的結果預計不久之後將發表在 AIP 期刊 Physical Review Letters 的編輯推薦中。

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