近日，南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所团队在长波红外超导纳米线单光子探测器（SNSPD） 领域取得重要进展，相关研究成果以《A Silicon Membrane Optical Cavity for Long-Wave Infrared Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors》为题，正式发表于国际权威期刊《ACS Nano》（2025年影响因子16.1），DOI: 10.1021/acsnano.5c20784。

【本文转自南京大学新闻网】【引言】在现代电子学中，二极管扮演着“单向电子阀门”的角色，它只允许电流单向通过，是构建整流器、逻辑门及探测器的核心微纳元件。然而，随着全球数据中心的激增和计算需求的快速增长，传统半导体芯片在传输电流时不可避免地会发热、耗能，遭遇了物理瓶颈。有没有一种器件，既能像阀门一样控制电流单向通行，又能实现零电阻、零能耗的超导输运？

【本文转自南京大学新闻网】只需一个微小的电流，就能像开关灯一样随意操控超导电流的方向——这不再是科幻场景。近日，南京大学、浙江大学及紫金山实验室等机构的研究团队在超导电子学领域取得了一项令人振奋的突破：他们成功研发出一种纳米尺度的“电热开关”超导二极管。该器件无需调节外部磁场，仅通过微小的栅极电流就能原位实现极性切换和开关控制，为未来低功耗、可编程的超导电子器件和混合量子系统铺平了一条全新且可扩展的道路。传统超导二极管的“瓶颈”：离不开磁场调控，也难大规模集成超导二极管，顾名思义，能让超导电流（零电阻电流）在某个方向上畅通无阻，而在相反方向上受到抑制——这对于打造极低功耗的超导电路和量子技术而言，无疑是一张“王牌”。然而，现有的超导二极管往往存在重要的局限：它们大多依赖于复杂的异质结或极其精细的界面工程来实现非互易性（即“单向导电性”），并且依赖外部磁场的调控来实现极性的开关和切换。这种依赖不仅限制了对单个器件的局部控制，也极大地阻碍了超导电路的大规模集成和应用。换句话说，想把这些器件凑在一起协同工作，难度极大。那么，有没有一种方法，既能用电信号直接“发号施令”，又兼容现有的微纳加工技