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超導(dǎo)納米線是超導(dǎo)量子器件核心單元 制造技術(shù)是其研究熱點

2024-12-23 17:20      責任編輯:王昭    來源:pigqpi.cn    點擊:
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超導(dǎo)納米線是超導(dǎo)量子器件核心單元 制造技術(shù)是其研究熱點

  超導(dǎo)納米線是一種基于超導(dǎo)材料的超導(dǎo)電子學元件,具有維度低、宏觀尺寸小、零電阻、高動態(tài)電感、低溫超導(dǎo)等特點。

  根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2029年超導(dǎo)納米線行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報告》顯示,超導(dǎo)納米線是構(gòu)筑超導(dǎo)納米線單光子探測器(SSPD)、超高品質(zhì)因子微波諧振腔、超導(dǎo)納米線二極管、量子電路等先進量子器件的基本單元,可以應(yīng)用在量子通信、量子密鑰分發(fā)、量子計算、激光雷達、生物成像、深空探索等多個領(lǐng)域。

  SSPD是基于超導(dǎo)納米線在低溫下的超導(dǎo)特性工作的,其是紫外至中紅外范圍內(nèi)綜合性能最優(yōu)的單光子探測器,具有探測效率高、時間抖動小、暗計數(shù)低、死時間短等特點。SSPD用超導(dǎo)納米線主要分為單晶/多晶的超導(dǎo)薄膜(如NbN薄膜)、非晶超導(dǎo)薄膜(如MoSi薄膜、WSi薄膜)兩類。

  目前全球SSPD供應(yīng)商包括荷蘭Single Quantum公司、瑞士IDQuantique公司、美國Quantum Opus公司、德國Pixel Photonics公司、浙江賦同量子科技有限公司等,其中賦同量子的SSPD核心性能指標已達到國際最優(yōu)水平,在量子信息領(lǐng)域已得到應(yīng)用。超導(dǎo)納米線作為SSPD的核心結(jié)構(gòu),隨著SSPD產(chǎn)業(yè)化進程加快,超導(dǎo)納米線市場需求將持續(xù)釋放。

  超導(dǎo)納米線研制方法包括電子束光刻、離子束刻蝕、激光直寫等。電子束光刻、離子束刻蝕等傳統(tǒng)“自上而下”研制方案存在產(chǎn)率低、成本高、易破壞薄膜性能等問題,開發(fā)無損、高效、低成本的超導(dǎo)納米線制備方法已成為該領(lǐng)域研究熱點。

  我國超導(dǎo)納米線相關(guān)研究單位包括南京大學、中國科學院上海微系統(tǒng)所、青島哈爾濱工程大學、哈爾濱工業(yè)大學、中南大學等,其中青島哈爾濱工程大學林建新團隊研究了基于激光直寫技術(shù)的超導(dǎo)納米線制備,實現(xiàn)了大面積的超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)研制;南京大學吳培亨院士團隊張蠟寶教授課題組基于拓撲化學轉(zhuǎn)化原理,開發(fā)出一種制備無損、高質(zhì)量超導(dǎo)納米線的普適策略。

  新思界行業(yè)分析人士表示,超導(dǎo)納米線是構(gòu)筑超導(dǎo)量子器件、超導(dǎo)電路的基本單元,在量子通信、量子計算、量子密鑰分發(fā)、激光雷達等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。目前國內(nèi)外超導(dǎo)量子器件產(chǎn)業(yè)化進程正不斷推進,作為超導(dǎo)量子器件發(fā)展基礎(chǔ),超導(dǎo)納米線市場需求空間廣闊,隨著相關(guān)制備技術(shù)突破,超導(dǎo)納米線生產(chǎn)將更加高效、高質(zhì)、低成本。

關(guān)鍵字: 超導(dǎo)納米線 超導(dǎo)量子器件