利用適合逐層製造超導薄膜的精密技術，美國能源部所屬布魯海文國家實驗室(the U.S. Department of Energy`s Brookhaven National Laboratory)的物理學家們業已確認，單層是使此類材料變得具有超導能力(也就是，傳導電流時不會損耗能量)的原因。該項記述於2009年10月30日版《科學》(Science)期刊中的技術，可能被用來設計製造具可調變超導性的超薄薄膜，此類薄膜可供更高效能的電子裝置使用。
布魯海文國家實驗室的物理學家兼該研究團隊領導人Ivan Bozovic宣稱：「他們想解決一項有關此類薄膜的基本問題。也就是：薄膜於多薄時，依然能保有高溫超導性？
材料愈薄(也就是，其成為超導體的轉變溫度(transition temperature)愈高)，其超導性適合經由外部電場來調控的應用潛力愈大。Bozovic解釋：「使用較厚的薄膜，不易達成上述的調控，因為電場無法穿透奈米左右的金屬。」
為了探究薄度(thinness)的極限，Bozovic的團隊以高溫超導的銅氧化物(cuprates)為基礎，合成了一系列的薄膜。被冷卻低於一定的轉變溫度(Tc)時，這些銅氧化物是些傳導電流時不會損耗能量的材料。由於已知鋅會抑制上述材料中的超導性，因而此些科學家徹底地將少量的鋅摻雜到每一層的銅氧化物中。存在有鋅且具有抑制作用的任何銅氧化物層，能無疑地被確認為薄膜中之超導性所不可或缺的。
Bozovic宣稱：「他們的測定顯示，除了鋅被摻雜於輪廓分明的單一層中之外，基本上並無作用。也就是說，當鋅被摻雜於單一層中時，超導性才會顯著地遭到抑制。」
Bozovic團隊進行研究的材料，在其由金屬及絕緣的兩種材料層組成中是異乎尋常的。儘管本身非超導體，不過於它們的介面卻展現了超導性。
摻雜鋅的實驗確認了超導性所不可或缺的層，相當於離開上述介面的第層二銅氧化物。此些科學家發現，鋅的存在對於超導性開始時的轉變溫度(約攝氏負241度)並無影響，除非被摻雜於上述的特定層中。在後項情況下，此些科學家觀測到轉變溫度顯著地下降到攝氏負255度。就此材料而言，該轉變溫度的下降提供了，上述特定層是導致通常超導性於相對高溫開始之"熱"(hot)層的明顯證據。
Bozovic宣稱：「目前，他們擁有了高溫超導性，能不被減少地存在於單一銅氧化物層中的實驗證據。這則資訊賦予了咱們，瞭解有關上述現象之理論上的重要信息。」
Bozovic解釋說，於他們研究的材料中，超導性所需的電子，實際上是來自於介面下的金屬材料。它們滲入於介面上的絕緣材料中，且在上述的第二層銅氧化物中達到臨界水平。
不過他表示，於上述的單層中，理論上有諸多其他的方法來達到相同的電子濃度。譬如，利用施加電場所達成的摻雜。這在剛好測定為0.66奈米的單層銅氧化物中，會導致高溫超導性。從實際的觀點來看，此研究發現開啟了，邁向製造具有能被電場或磁場所左右之可調變超導屬性的電子裝置之路。
Bozovic續言：「電子裝置早已佔了咱們用電的大部分，且快速成長中。顯然，於未來咱們會需要耗電低的電子裝置。」運作上無能量損失的超導體，特別是那些於較高溫度下運作的超導體，或許是可行的方法。
Bozovic逐層合成的方法及策略性改變各層組合方式的能耐，也可能被用來探索及左右，出現於分層材料之諸介面中的其他電子現象及屬性。
該項研究是由美國能源部科學局(the DOE Office of Science)所資助。
原文網址：http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=1020
翻譯：peregrine
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