让二维超导材料“穿上保护衣”，打造更稳定的量子电路

本文报道了一种名为“封装外延”的新型生长机制，成功制备出大面积（>1英寸）、在空气中稳定的单层二硒化铌（1L-NbSe₂）薄膜。传统上，单层二维超导材料极易在空气中氧化而失效，限制了其实际应用。该方法的关键在于：先在三维基底（如二氧化硅或氮化硅）上预先沉积一层二维封装材料（如石墨烯或六方氮化硼），这层材料同时起到两个作用——一是作为模板，引导下方界面处1L-NbSe₂的外延生长；二是作为保护盖，隔绝空气，防止材料氧化。实验证明，所得石墨烯/1L-NbSe₂异质结构展现出稳健的超导性（超导转变温度Tc≈1 K）和显著增强的电荷密度波（CDW，转变温度TCDW≈177 K）。研究团队还开发了无氧化转移技术和超导边缘接触工艺，成功将1L-NbSe₂集成到超导电路中。测量显示其动能电感LK≈0.7 nH/□，这一数值较高，特别适用于需要高动能电感的超导量子器件（如量子比特电感元件）。该方法不仅解决了二维超导材料的空气稳定性难题，也为规模化、单片式制造超导量子芯片提供了可行路径。