據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)8月22日報道，英國倫敦大學納米技術中心和意大利羅馬第一大學物理學家聯(lián)合開發(fā)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(chǎn)生和控制微小超導結(jié)構(gòu)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應用前景。相關論文發(fā)表在本周出版的《自然?材料學》雜志上。

      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(fā)現(xiàn)，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，使材料在微小范圍內(nèi)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(jié)構(gòu)都很復雜，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(zhuǎn)變溫度。他們發(fā)現(xiàn)，一種含有銅和鑭元素的氧化物（La2CuO4+）屬于高轉(zhuǎn)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(guī)則分布，這種不規(guī)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(jié)構(gòu)，可以控制高溫超導的溫度范圍，繪制出比人的頭發(fā)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(jīng)開發(fā)出了高精度的“繪圖”和“擦除”工具。“現(xiàn)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‘智能’了，甚至不需要設備制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(chǎn)品制造打開了新的大門。該技術更深刻的意義還在于，它有助于解決著名的‘旅行推銷員’問題（多局部最優(yōu)化問題），這一問題是世界上眾多計算難題的基礎，從基因?qū)W到邏輯學，解決這類問題意味著計算技術范式的轉(zhuǎn)變。”