超導性質與奈米結構之交互影響(1/2)

在擬議的兩年計畫，我們將研究超導性質與奈米結構之交互影響。由於所有電荷載子在超導體中處於凝聚狀態並一起行動，且電荷載子要跳脫此狀態必須付出一個超導能隙的能量代價，超導體沒有電阻，意即超導體乘載電流時沒有任何能量損耗。同時，奈米結構製備和材料合成的進展有助於生產的各種式樣的奈米結構，由於奈米結構與環境的電交互耦合微弱，許多情況下，在奈米結構中充電效應是顯著的；此外，由於空間侷限效應，奈米結構中電子能階分裂或能帶分裂較為明顯。這兩種效應使得在奈米結構系統較容易以靜電感應方式操縱少量的電荷。在一個結合超導材料與奈米結構的系統，超導性質可能以靜電感應方式調控。通過靜電感應方式調控超導性質使超導體元件有類似於半導體元件的使用方法，將大大擴展超導性質應用範圍。在此前提下，我們特別感興趣的問題包括的奈米結構中的超導比鄰效應，奈米結構人造原子如何受到超導共振腔的光場影響，以及高溫超導的起源和二維超導性質的關聯為何？在擬議計畫中，我羅列出三個研究方向回答上述問題。我們預計成功執行此計畫有助於理解並應用以靜電感應方式調控超導元件性質。