中科院吴培亨院士:超导技术,妙不可言

发布者:徐璟   发布时间:2018-04-20  浏览次数:152

    4月11日,数理信息学院信息大讲堂邀请超导电子学家、中科院院士吴培亨介绍超导约瑟夫逊结的基本知识及应用。

  吴培亨院士是南京大学教授,我校双聘院士,中国电子学会超导电子学分会名誉主任和南京大学超导电子学研究生院院长。

  讲座伊始,吴培亨解释了什么是约瑟夫逊结,“两层超导膜以极满的绝缘层隔开,形成的二端器件称为约瑟夫逊结。从电子学的角度来看,它是高度非线性器件,可以用作混频、参量放大、振荡器等,具有无可比拟的优越性;以之为基础构成的超导干涉器则是测量磁场的及灵敏的器件。”

  吴培亨用诙谐幽默的语言道出了其中的奥秘。高度非线性元件在电磁学里,可以做混频剂,其优点是在特定的波段里面,它做混频剂的性能非常好。他提到太赫兹波段(0.1太赫兹-10太赫兹)现在有很多用处,但同时比较难办。比它高的叫红外波段,比它低的叫微波波段,太赫兹波段夹在中间两难。“正因为它难所以有挑战性,因为有挑战性所以有很多机会。”吴培亨说。

  同时,利用约瑟夫逊结制成高灵敏度强计,灵敏度达10高斯,可测量人体心脏跳动和人脑内部的磁场变化,做出“心磁图”和“脑磁图”。另外,从物理学角度看,约瑟夫逊结是典型的人造原子,是验证量子力学等基本原理的理想实验平台,在量子信息、量子计算等方面也有很大的潜能。超导量子干涉效应和两个电压基准都是在其基础上衍变出来的,在生活中具有很大作用。

  讲座最后,吴培亨总结说:“现代量子信息,量子科学的极速发展,我们发现约瑟夫逊在这方面的巨大贡献。约瑟夫逊结结面观就是从电压标准,压控震荡再到混频,测量波最后到量子的运用”。这也就是约瑟夫逊结的好处。


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