日本国立研究开发法人理化学研究所的成塚政裕研究员等人与京都大学合作，成功通过原子级厚度的薄层实现了对电子状态的调控。研究团队采用了将多层薄膜以特定角度偏移堆叠的技术。这一成果有望推动量子计算机等利用零电阻超导的设备研发。相关研究成果已发表在英国科学期刊《Nature Physics》上。
研究团队使用了一种能在极低温度下观察电子状态的特殊扫描隧道显微镜（STM）（供图：理化学研究所成塚研究员）
近年来，通过调控原子级薄层来观测新物理现象的研究愈发活跃。2010年代研究发现，将碳原子呈蜂巢状排列的薄膜“石墨烯”以特定角度错开堆叠后，就会产生超导等特殊物理现象。
如果改变堆叠层的原子种类，就有可能发现更多的物理现象。但原子级薄层的精密调控技术难度极高，且需要在真空环境下并接近绝对零度的极低温下进行操作。
研究团队此次开发了用于纳米级观测物质表面的“扫描隧道显微镜（STM）”，并观察了冷却时电子的状态。研究人员在石墨烯层上，以24度偏转角度堆叠了被誉为新一代电子材料的金属化合物二硒化铌层，此时，出现了在层的角度一致时未能观察到的能量状态的电子，并出现了具有特征的波形。当偏转角度调整到28度时，同样观测到了类似的波长。
在微小空间内调控超导和电子状态的技术，有望应用于量子计算机元件等的开发。今后，研究将进一步增加堆叠层数以探索物性的多样性，同时验证扭转角度对磁性等其他特性的影响。
原文：《日本经济新闻》、2025/4/8
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Physics
论文：Superconductivity controlled by twist angle in monolayer NbSe2 on graphene
DOI：10.1038/s41567-025-02828-6
