基础物理向前迈出一小步,商业科技向前迈出一大步。超导体的实际应用一直很难打破极限温度的界限,美国麻省理工学院发现了一种支配薄膜超导体的定律,最重要的参数也许是关键温度──也就是材料会转变成超导体的温度;不过虽然该温度值能藉由MIT新发明的方程式来优化,遗憾的是还无法降低到室温……
伽太科技提供超导设备、低温电子测试平台、低温射频设备、高温超导滤波器、Cryogenic Analog RF Module (CARM) 、Integrated Cryogenic Electronics Test-Bed (ICE-T)、Superconductor ICs超导集成电路等等,
联系 sales@gamtic.com
超导体(superconductor)又有新消息!这次是美国麻省理工学院(MIT)发现了一种支配薄膜超导体的定律,能为开发能侦测小至单一光子、大至反潜鱼 雷(squid)之超高精确度超导光学侦测器(superconducting photodetector)的厂商减少许多尝试错误的步骤。
其他可受益的应用可能还包括美国国家标准与技术研究院(NIST)所使用的电压标准芯片(voltage standard chip)、D-Wave Systems开发的世界首套量子计算机,以及Hypres提供的众多气象应用程序。MIT电子工程教授Karl Berggren表示:“薄膜超导体的应用包括反潜鱼 雷、光学侦测器、电压标准、气象以及D-Wave的量子计算机;”他的助手是MIT电子学实验室的博士后研究员Yachin Ivry。
目前在制作薄膜超导体方面,往往涉及大量的尝试错误过程,因为没有与不同参数相关联的方程式;不过藉由MIT新开发的数学定律,新的超导芯片就能以利用Berggren与Ivry的方程式所计算出的正确参数来进行设计;Berggren表示:“了解超导薄膜关键温(critical temperature)、电阻率以及薄膜厚度之间的关系,能让设计变得更容易。”
而其中最重要的参数也许是关键温度──也就是材料会转变成超导体的温度;不过虽然该温度值能藉由MIT新发明的方程式来优化,遗憾的是还无法降低到室温。Berggren表示:“我们能优化关键温度,但遗憾的是,薄膜越薄,关键温度才能越低。”
超导体新定律——温度方程式_《国际电子商情》MIT科学家发现超导体定律_1
超薄的铌(niobium)与氮(nitrogen)超导薄膜会显示出个别原子,这个观点让MIT发现了超导体的通用定律 (图片来源:MIT, Yachin Ivry)
不过超冷却(super-cooled)超导体芯片能被更好地设计应用于量子运算、整合式超低功耗组件等应用。据了解,Berggren的实验室──量子纳米架构与纳米结构小组(Quantum Nanostructures and Nanofabrication Group),也是Ivry工作的地方──已经打造出耗电量仅有相同功能非超导芯片百分之一的芯片。
该研究小组最近测试的材料是氮化铌(niobium nitride),是一种所谓的高温超导体;透过将三个参数──关键温度、薄膜厚度与电阻率──中的两个保持恒定,研究人员发现在三个参数与一个常数之间有明显的关系。
接下来研究人员也在其他材料的超导体上尝试新定律,并发现它在数十种不同的超导体也是有效的;其中每一种超导体在相同的方程式下有不同的常数,取决于其晶格规则。
2022年全球超导技术市场规模约58亿美元
根据MarketResearch最新发布的研究报告显示,2015年,全球超导技术市场规模达到18亿美元。预计到2022年,这一数据将增至58亿美元,期间年复合增率高达12.8%。
报告中指出,商业、医疗保健和电力等工业领域的需求增加是促进市场快速增长的主要原因。
从产品类型来说,超导分为低温超导和高温超导。其中,低温超导是应用范围最广的。但是,随着技术的不断改进,高温超导需求将不断增加,尤其是在电力领域。
从应用领域来说,磁共振成像将成为消费者应用需求最多的一个领域。同时,到2022年,电子电气将成为超导技术需求增速最快的领域。
从区域市场来看,随着工业发展步伐加快,亚太地区将成为最大的超导技术需求市场,尤其是在中国、日本和印度这三个国家。
从企业来看,ABB,DiborideConductors,富士电机,埃里兹,英诺华超导技术,Hypres,D-wave系统公司以及Cryoton公司将成为全球领先的超导技术供应商。