对材料进行光学操纵以在高温下产生超导电性是德国汉堡马克斯普朗克物质结构与动力学研究所(MPSD)的一个关键研究重点。到目前为止，通过这种策略MPSD已经在几种量子材料中取得了成功，包括铜酸盐、k-(ET)2-X和K3C60，在这些材料的光驱动态的研究中，已经观察到增强的电相干性和消失的电阻。
而在最新一期的《自然-通讯》杂志上，MPSD的研究人员证明光激发K3C60的电响应不是线性的，即样品的电阻取决于施加的电流，这是超导电性的一个关键特征。这项研究成果验证了之前的一些观察结果，证明了用激光束开启超导性的能力可集成在芯片上，也开辟了一条通往光电子应用的道路。
据悉，研究团队在此次研究中部署了片上非线性太赫兹光谱，以开拓皮秒传输测量领域（皮秒是万亿分之一秒）。他们通过共面波导将K3C60薄膜连接到光导开关上，然后使用可见激光脉冲触发开关，通过材料发送持续仅一皮秒的强电流脉冲。电流脉冲以光速的一半穿过固体后，到达另一个开关，该开关作为探测器，揭示了重要信息，如超导电性的特征电信号。
同时他们将K3C60薄膜暴露于中红外光下，这样研究人员就能够观察到光激发材料中的非线性电流变化，而这种所谓的临界电流行为和迈斯纳效应是超导体的两个关键特征。不过，此前这两者都没有被测量到过，因此，此次激发固体中的临界电流行为的演示具有特别重要的意义。此外，该团队发现，K3C60的光驱动状态类似于所谓的颗粒超导体，由弱连接的超导岛组成。
据介绍，未来，此类研究工作还可以扩展到不同的超导体，用以揭示量子材料中更广泛的非平衡现象，而将这种非平衡超导集成到光电平台中也可能会催生出基于这种效应的新型超快器件。
最前沿的电子设计资讯
