"诚计划"第214期 | 王华兵教授主讲"基于高温超导约瑟夫森结的太赫兹辐射和探测技术"

发布时间:2026-08-31

作者:吴萍萍

来源:南京大学终身教育学院


2026年8月25日(周二)晚19:30-21:00,南京大学校友终身学习辅助计划第214期如期开讲。本次讲座特邀南京大学超导电子学研究所所长王华兵教授主讲,带领大家系统了解基于高温超导约瑟夫森结的太赫兹辐射和探测技术,解锁超导量子领域的最新研究进展与应用探索。

王华兵教授为南京大学教授、博士生导师,国家级领军人才,现任南京大学超导电子学研究所所长。他本科、博士均毕业于南京大学,历任南京大学、日本东北大学副教授、日本国家材料科学研究所主干研究员和主席研究员等职。王教授长期深耕超导电子学领域,专注超导电子器件研发及其在电磁波辐射检测、量子信息等方向的应用研究。他多次受邀在美国物理学会、国际应用超导会议、国际超导电子学会议等作邀请报告;核心研究成果发表于《自然纳米技术》《物理评论快报》《国家科学评论》等著名学术期刊,同时担任多个国际会议、《超导科技》等国际学术期刊的咨询委员与编委。他主持国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国际合作项目、国家重点研发计划课题等多项重要科研任务,兼任国家自然科学基金科学中心项目合作单位负责人。

讲座伊始,王教授介绍了南京大学超导电子学研究所的深厚发展底蕴,研究所由中国科学院院士,南京大学吴培亨教授创立,研究所极具纪念意义的所徽同样由吴培亨院士亲自设计,承载着团队深耕超导领域、潜心治学、薪火相传的初心与使命。他还特别提到研究所面向世界科技前沿,面向经济主战场,面向国家重大需求,面向人民生命健康的研究目标。

讲座中,王教授梳理了与超导研究密切相关的六次诺贝尔物理学奖成果,铺垫了超导技术深厚的学术积淀与科研价值。讲座主要围绕超导基础内涵、约瑟夫森结核心原理、高温超导技术优势、高温超导电子器件应用等四个方面层层展开,系统梳理了超导技术的基础逻辑、核心单元与前沿应用。

在超导基础认知层面,讲座明确了超导的核心定义与关键特性。超导是特定材料在临界低温下呈现的特殊物理状态,兼具零电阻效应与完全抗磁性两大核心特征。好的超导材料需要具备高临界温度、高临界磁场和高临界电流密度。

聚焦超导核心器件,讲座详细解读了约瑟夫森结的结构与工作机理。作为超导电子体系的基础核心单元,其采用"超导体—绝缘层—超导体"的特殊夹层结构,可产生独特的约瑟夫森效应。

讲座进一步阐释了"高温"超导的技术价值及高温超导电子器件的应用。高温超导器件更便于在卫星、雷达等场景中应用。王教授同时指出,高温超导探测器并非在所有方面都优于低温超导,其价值在于以较小的制冷代价获得优于半导体器件的性能。关于高温超导电子器件,王教授重点介绍了团队的主要工作。团队利用高温超导材料的特殊结构,制备出高性能的约瑟夫森结阵列,并在此基础上研制了可在较高温度下工作的太赫兹辐射源。团队还研制了可用于芯片检测的超导探针显微镜系统,能够对高频芯片工作时的电磁场分布进行成像,帮助发现信号串扰和微波泄漏等问题。此外,团队在超导二极管方面也取得了进展,制备出可在较高温度下工作的器件,并展示了其集成能力。整场讲座由浅入深、逻辑清晰,完整展现了高温超导技术的发展脉络与应用前景。


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