超薄超導體驚現「表面效應」！量子科技應用將迎來新突破

以色列耶路撒冷希伯來大學的研究團隊最近在超薄超導材料中發現了令人驚訝的現象。當超導體被縮減到僅剩幾個原子層厚度時，其特性竟完全顛覆傳統認知，超導電流不再均勻分佈於材料內部，而是集中在表面流動！這項突破性發現已發表於國際頂尖期刊《自然通訊》。

在物理學家Nofar Fridman博士與Yonathan Anahory教授的帶領下，團隊利用先進的磁成像技術，仔細觀察了二硒化鈮(NbSe₂)這種層狀超導材料製成的超薄膜。這種材料可精確控制到僅剩數個原子層的厚度，是研究奈米尺度超導現象的理想樣本。

研究結果顯示，當材料厚度超過10個原子層時，其排除磁場的能力（以「珀爾長度」衡量）確實會隨厚度增加而增強，這與傳統理論預測相符。但令人震驚的是，當厚度降至3-6個原子層（約2-4奈米）時，珀爾長度竟突然大幅增加，且不再受厚度影響！

「這完全顛覆了我們對超導體的理解，」主導研究的Fridman博士興奮地表示，「在極薄樣本中，超導電流主要分佈在材料的上下表面，而非整個體積。這種『表面超導』現象可能是超薄材料的普遍特性。」

Anahory教授強調，這項發現得益於團隊開發的高解析度磁成像技術：「傳統方法無法觀測到這種細微現象。我們的研究不僅拓展了對奈米尺度超導體的理解，更為量子電腦和奈米元件的研發開闢了新方向。」

這項突破不僅挑戰了現有超導理論，更展現了尖端測量技術在發現新物理現象中的關鍵作用。未來，這種「表面超導」效應可望推動量子科技領域的革命性進展，為超導元件的微型化設計提供全新思路。

研究論文詳見：《Nature Communications》期刊，DOI: 10.1038/s41467-025-57817-3