二極管是一種允許大量電流正向流動但幾乎不允許反向流動的器件。其中，半導體二極管應用於整流器、混頻器、光電探測器等多種電子元件中。

　然而，由於半導體的電阻不為零，因此各部件中的能量損失成為問題。因此，期望將二極管的特性賦予零電阻的超導體而不是半導體，即實現僅在特定方向上具有零電阻的超導二極管。

　在這項研究中，我們證明了在由鈮（Nb）、釩（V）和鉭（Ta）層組成的不對稱結構的超導人工晶格中，可以根據外部的方向實現超導-正常切換。磁場和電流。被發現。這意味著Nb/V/Ta人造晶格具有超導二極管的功能，這是超導二極管效應的首次演示。

　當材料中存在空間反演對稱性破缺時，由於電流的非線性響應，會發生非互易電荷傳輸。儘管這種不可逆電荷傳輸現像已應用於構成電子電路的各種部件（例如二極管元件），但迄今為止關於超導材料的報導很少。 Nb/V/Ta人工晶格被認為具有非互易性，因為空間反演對稱性在薄膜堆疊方向上被破壞。

　本研究中觀察到的超導二極管效應有望對建立能量非耗散且定向可控的電荷傳輸技術做出重大貢獻，並有望在未來實現能量損耗極低的電子電路。

論文信息：【Nature】超導二極管效應的觀察