巴塞尔大学 传统的超导量子干涉装置由一个超导环组成，该超导环在两个点上被薄弱环节(在这种情况下是石墨烯层)中断
新的超导量子干涉仪由一堆二维材料组成，包括由氮化硼薄膜隔开的两层石墨烯
(巴塞尔大学物理系 巴塞尔大学的物理学家已经开发出一种能够探测极微弱磁场的微小仪器
超导量子干涉装置的核心是两层原子级的石墨烯，研究人员将其与氮化硼结合在一起
像这样的仪器除了用于研究新材料外，还可以应用于医学等领域
为了测量非常小的磁场，研究人员通常使用超导量子干涉装置，或称SQUIDs
例如，在医学上，它们的用途包括监测大脑或心脏活动，而在地球科学中，研究人员使用鱿鱼来表征岩石的成分或检测地下水流动
这些设备在其他应用领域和基础研究中也有广泛的用途
由巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所的克里斯蒂安·舍恩伯格教授领导的团队现在已经成功地创造出有史以来最小的鱿鱼之一
研究人员在科学杂志《纳米快报》上描述了他们的成就
有薄弱环节的超导环 一个典型的超导量子干涉仪由一个超导环组成，该超导环在两个点上被一层具有正常导电或绝缘特性的极薄薄膜所中断
这些被称为薄弱环节的点必须非常薄，以至于负责超导的电子对能够穿过它们
研究人员最近也开始使用纳米材料，如纳米管、纳米线或石墨烯来形成连接两种超导体的薄弱环节
由于它们的配置，鱿鱼有一个临界电流阈值，超过这个阈值，无电阻超导体就变成了具有普通电阻的导体
这个临界阈值由通过环的磁通量决定
通过精确测量这个临界电流，研究人员可以得出关于磁场强度的结论
六层鱿鱼 “我们的小说《乌贼号》由复杂的六层独立二维材料组成，”第一作者大卫·吲哚斯解释道
里面是两层石墨烯单层，由一层非常薄的绝缘氮化硼隔开
“如果两个超导触点连接到这个三明治上，它的行为就像一个超导量子干涉仪——这意味着它可以用来探测极其微弱的磁场
" 一个传统的超导量子干涉装置由一个超导环组成，该超导环在两个点上被薄弱环节(在这种情况下是石墨烯层)打断
新的超导量子干涉仪由一堆二维材料组成，包括被氮化硼薄膜隔开的两层石墨烯
(巴塞尔大学物理系) 在这种设置中，石墨烯层是薄弱环节，尽管与常规的超导量子干涉仪相比，它们并不相邻，而是一个在另一个之上，水平对齐
“因此，我们的鱿鱼只有非常小的表面积，仅受纳米制造技术的限制，”博士解释说
舍恩伯格团队的帕里托什·卡纳塔克
测量磁场的微型装置只有10纳米左右——大约是人类头发厚度的千分之一
该仪器可以触发在微小空间流动的超电流
此外，它的灵敏度可以通过改变石墨烯层之间的距离来调节
在电场的帮助下，研究人员还能够增加信号强度，进一步提高测量精度
拓扑绝缘体分析 巴塞尔研究小组开发新型鱿鱼的主要目标是分析拓扑绝缘体的边缘电流
拓扑绝缘体目前是全世界无数研究小组关注的焦点
在内部，它们表现得像绝缘体，而在外部——或沿着边缘——它们传导电流几乎没有损耗，使它们成为电子领域广泛应用的可能候选者
“有了新的超导量子干涉仪，我们可以确定这些无损超电流是否是由于材料的拓扑性质，从而将它们与非拓扑材料区分开来
这对拓扑绝缘体的研究非常重要，”该项目的舍恩伯格说
将来，鱿鱼还可以用作高频电信号的低噪声放大器，或者用于检测局部脑电波(脑磁图)，因为它们紧凑的设计意味着大量的设备可以串联
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