这是扫描隧道显微镜下观察到的原子层超导体的3D形貌。从图中可以看出不同原子层的高度，图中亮度表示局域电子态密度。原子台阶附近的明亮区域存在超导量子漩涡。A、B、C三处的差异是由各处约瑟夫森结的强弱和原子台阶附近铟原子层间的带宽差异共同决定的。其中，C处为约瑟夫森漩涡。图中箭头表示超导电流的方向，当约瑟夫森结效应减弱时，漩涡沿原子台阶平行方向伸长。（来源：NIMS）

一个科研小组*最近发现，生长于硅衬底上仅为几个原子层厚的超导体中，原子层间存在单原子高度差（原子台阶），形成了一个可以控制超导电流的约瑟夫森结。

最近研究发现，生长于硅衬底上的原子层超导体有望被开发为原子级尺寸的超导纳米设备。但是，这类设备上须包含一个约瑟夫森结。约瑟夫森结是超导逻辑元件上的一个重要组成元素，其制备方法目前尚不成熟。

这个研究小组通过采用扫描隧道显微镜等实验手段和微观理论计算，发现原子层超导体的原子台阶处会形成约瑟夫森漩涡，这是一种特殊的超导状态，是一种超导量子漩涡，这个发现表明原子台阶就是约瑟夫森结。结果还表明，利用原子层超导体的自组织行为，可快速产生大量的约瑟夫森结，目前的制备方法则是采用传统的超导元件逐个进行制备。

有了这项研究成果，研发人员打算下一步开始研究原子级约瑟夫森元件的制备及其在超导设备上的应用。同时，约瑟夫森漩涡对高温超导体也具有十分重要的意义。该项研究成果或有助于鉴定高温超导体的超导特性。

*该研究团队隶属于NIMS（所长：Sukekatsu Ushioda）国际纳米材料构造中心（MANA，负责人Masakazu Aono)，其组成成员有博士后研究员Shunsuke Yoshizawa，MANA研究员Takashi Uchihashi，MANA首席研究员Tomonobu Nakayama，博士后研究员Takuto Kawakami和MANA首席研究员Xiao Hu，也包括东京大学固态物理研究所的博士后研究员Kim Howon和副教授Yukio Hasegawa。