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隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)體被賦予了更重要的功能——制備量子比特和量子計算機。硅是當(dāng)前電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，但在未來新型電子器件的研究中它常被當(dāng)作“傳統(tǒng)”或“被替代”材料，部分原因是人們認為在具有弱互相作用的sp電子體系中難以實現(xiàn)新穎量子效應(yīng)。

研究團隊通過巧妙設(shè)計硅表面的二維結(jié)構(gòu)和摻雜方法，實現(xiàn)了硅基非傳統(tǒng)超導(dǎo)。其所制備的系統(tǒng)，在Si（111）的終止表面引入1/3單層、同為四價的錫原子形成稀疏三角晶格，實現(xiàn)具有強關(guān)聯(lián)電子性的二維結(jié)構(gòu)；進一步通過將硼元素置于亞表層并規(guī)則排列，實現(xiàn)了對稀疏晶格的高濃度且無損的空穴摻雜。摻雜后結(jié)構(gòu)由摩特絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體，超導(dǎo)強度隨摻雜濃度顯著變化。盡管其超導(dǎo)溫度（≤9K）仍顯著低于液氮溫度（77K），但其超導(dǎo)物理特性與高溫超導(dǎo)是非常類似的，屬于非傳統(tǒng)超導(dǎo)。

此外，該硅基二維晶格具有三重對稱性，其超導(dǎo)最低能態(tài)可由兩種不同的d波序參量疊加而成，根據(jù)疊加方式不同呈現(xiàn)不同的手性特征，即手性d波超導(dǎo)態(tài)。研究團隊利用掃描隧道顯微鏡在超低溫和磁場條件下對超導(dǎo)特性進行高精度測量，獲得了手性d波超導(dǎo)的有力證據(jù)。這是一種人們渴望實現(xiàn)的新穎拓撲物態(tài)，具有制備量子比特和實現(xiàn)量子計算的潛力，而在硅系統(tǒng)中實現(xiàn)此物態(tài)有望助力量子技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用。