持超导状态,月球天然就是超导的乐园。”
林燃接着说道:
“我们已经做过一些初步的研究,铜氧化物家族的材料,刚才提到的Bi-2223,中文名是铋锶钙铜氧化物,它的临界温度Tc约110K,在常压下就能实现超导。
而且,它在母体状态下表现出半导体特性,通过氧掺杂,我们能调控载流子密度,让它从绝缘体过渡到超导体。
这意味着芯片可以同时处理半导体逻辑和超导传输,减少能量损耗。
除了铜基外,还有铁基。
我们在实验室已经制备出了单层的FeSe薄膜,在SrTiO3衬底上,它实现超导的温度能稳稳超过100K。
它母体是半导体,通过界面效应增强超导性,想象一下,在月球的真空环境中,我们用分子束外延法生长这种薄膜,集成到硅基芯片上,低重力还能减少缺陷形成!
当然,并不是只有好处没有坏处。
FeSe是铁基超导体的明星,它的半导体母体允许我们构建混合系统:超导-半导体异质结。
用FeSe作为超导层,GaAs(砷化镓)作为半导体基底,这能实现Josephson结,用于量子比特。
在地球实验室,我们已经看到Tc在100K以上,但月球的宇宙射线可能干扰Cooper对的形成,我想也许我们需要添加辐射屏蔽层,或许用硼掺杂金刚石作为缓冲,因为它本身在低温下也能超导,Tc约10K,但更稳定。
另外K3C60也可以作为备选,它的正常超导温度只有20K,但光诱导下能跳到100K以上。
它是有机半导体,柔性强,适合月球的弯曲地形。
我们可以在月球上展开测试,结合光激发去创建瞬态的超导电路。
总之技术短期内确实无法实现跨越式突破,但通过利用现有环境,我们未必做不到一些伟大的事业。”