跳脫傳統侷限　全新超導電路跨時代問世

如果 20 世紀末至今是半導體技術的天下，那麼 21 世紀末將由超導體稱霸。物理學家最近成功在不添加磁場前提下，開發出長期以來被認為不可能存在的單向超導電路，電子就像只能沿著單向道行駛的車輛，讓製造無能耗電子電路願景又更近了一步。

超導材料是指當溫度低於某個程度，該材料就會顯現出超導現象，主要會呈現兩大特性：一個是「電阻為零」，即電流在超導體內部流動時，不會有損耗而能一直流通，成為永久的電流；另一則是「完全反磁現象」，若外加磁場在超導體上，超導體會排除磁場，使磁力線完全不能通過。

就在不久前，德國、荷蘭、以及美國的研究人員有了新發現，翻轉了一世紀以來，對於超導電路天性的看法，物理學家們將一種古典材料替換成具有獨特量子性質的材料，製造出全新的超導電路，未來將繼續嘗試調整它們的電流於實際應用上。

想像一下 3C 設備不管如何使用都不會過熱，這不是魔術，而是有機會在未來成真的真實超導現象；科學家在不額外添加磁場的前提下成功製造出單向超導電路，這就像發明一種特殊類型的冰：一方面具零摩擦力，另一方面又具不可克服的摩擦力。

這不是物理學家第一次開發單向超導電路，但以往通常需要添加磁場，導致操作過程更加複雜；研究人員使用 Nb3Br8 金屬製作了極薄的約瑟夫森接面，像餡料一樣夾在兩層超導體麵包之間，結果發現 Nb3Br8 薄片變得越來越導電，最後以新穎方式調節兩層超導體之間的耦合，形成極類似二極體的單向超導體。（記者／白水曉）

示意圖/圖片來源：pixabay

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