基礎物理向前邁出一小步，商業科技向前邁出一大步。超導體的實際應用一直很難打破極限溫度的界限，美國麻省理工學院發現了一種支配薄膜超導體的定律，最重要的參數也許是關鍵溫度──也就是材料會轉變成超導體的溫度；不過雖然該溫度值能藉由MIT新發明的方程式來優化，遺憾的是還無法降低到室溫……
超導體(superconductor)又有新消息！這次是美國麻省理工學院(MIT)發現了一種支配薄膜超導體的定律，能為開發能偵測小至單一光子、大至反潛魚 雷(squid)之超高精確度超導光學偵測器(superconducting photodetector)的廠商減少許多嘗試錯誤的步驟。
其他可受益的應用可能還包括美國國家標準與技術研究院(NIST)所使用的電壓標準芯片(voltage standard chip)、D-Wave Systems開發的世界首套量子計算機，以及Hypres提供的眾多氣象應用程序。MIT電子工程教授Karl Berggren表示：“薄膜超導體的應用包括反潛魚 雷、光學偵測器、電壓標準、氣象以及D-Wave的量子計算機；”他的助手是MIT電子學實驗室的博士后研究員Yachin Ivry。
目前在制作薄膜超導體方面，往往涉及大量的嘗試錯誤過程，因為沒有與不同參數相關聯的方程式；不過藉由MIT新開發的數學定律，新的超導芯片就能以利用Berggren與Ivry的方程式所計算出的正確參數來進行設計；Berggren表示：“了解超導薄膜關鍵溫(critical temperature)、電阻率以及薄膜厚度之間的關系，能讓設計變得更容易。”
而其中最重要的參數也許是關鍵溫度──也就是材料會轉變成超導體的溫度；不過雖然該溫度值能藉由MIT新發明的方程式來優化，遺憾的是還無法降低到室溫。Berggren表示：“我們能優化關鍵溫度，但遺憾的是，薄膜越薄，關鍵溫度才能越低。”
超薄的鈮(niobium)與氮(nitrogen)超導薄膜會顯示出個別原子，這個觀點讓MIT發現了超導體的通用定律 (圖片來源：MIT, Yachin Ivry)
不過超冷卻(super-cooled)超導體芯片能被更好地設計應用于量子運算、整合式超低功耗組件等應用。據了解，Berggren的實驗室──量子納米架構與納米結構小組(Quantum Nanostructures and Nanofabrication Group)，也是Ivry工作的地方──已經打造出耗電量僅有相同功能非超導芯片百分之一的芯片。
該研究小組最近測試的材料是氮化鈮(niobium nitride)，是一種所謂的高溫超導體；透過將三個參數──關鍵溫度、薄膜厚度與電阻率──中的兩個保持恒定，研究人員發現在三個參數與一個常數之間有明顯的關系。
接下來研究人員也在其他材料的超導體上嘗試新定律，并發現它在數十種不同的超導體也是有效的；其中每一種超導體在相同的方程式下有不同的常數，取決于其晶格規則。