2021年12月22日下午，著名超导电子学家、中国科学院院士、南京大学电子科学与工程学院吴培亨教授应邀来到九龙湖校区金智楼bwin必赢登录入口报告厅，做了主题为“极端的手段、极端的目标——超导电子学的应用”的“未来技术导论”高端讲座。bwin必赢登录入口2021级未来技术班100位同学参加了本次课程讲座，2021级未来技术学院李房值同学主持讲座。
吴培亨院士严谨细致地介绍了超导体应用于物理学的理论依据，主要包括四个方面：超导态到正常态的相变 、薄膜的微波表面电阻、电子对隧道效应和准粒子隧道效应，以及约瑟夫逊结作为人造原子的应用。
吴培亨院士首先提到，超导到正常态的转变点是尖锐而陡峭的。只需比临界温度高一点就能将超导变为正常态。超导单光子探测器利用的就是这个原理：器件吸收一个光子形成一个热点，在表面扩散，于是在样品两端形成电压。这时只需检测两端是否有电压就能判断是否有光子。此外，这个原理还可以用于卫星或空间碎片的检测。吴培亨教授的团队与云南天文台合作，做出了在固定功率下，接收灵敏度更高，检测范围更远的接收望远镜，取得很大进展。这种接收望远镜能在30几万公里外测到厘米的精度，“嫦娥梳妆打扮的镜子”(遥远距离外的反射镜)都能看见。
接着吴培亨院士讲到超导材料薄膜的微波表面电阻。在相同温度下，超导材料的微波表面电阻比正常金属的低2-3个数量级，可用于超导滤波技术中带充滤波器（能够使一定频带的滤波通过）。超导材料的带充滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好，具有常规滤波器无法比拟的优异功能，广泛运用于雷达等国防建设。
最后吴培亨院士谈到电子对隧道效应（约瑟夫逊效应）和约瑟夫逊结作为人造原子在量子信息等方面的应用。试想，把超导体中间隔一层绝缘层，如果这层绝缘层足够薄，那么它的两端还可以通电流吗？答案是肯定的，这个整体仍然是超导体，只是通过的电流小得多，这种现象也被称为弱化的超导现象，这就是约瑟夫逊效应。它可以应用在超导量子干涉，通过观测二端器件的I-V特性，可以得到磁通量非常灵敏的函数。运用在医疗方面，比地磁场小数个量级的心磁、脑磁都能测出。超导高灵敏的超外差接收机也是运用这个原理，具有能混频、工作频率高等优点。
整场讲座在同学们热烈的掌声中落下帷幕。通过这次讲座，同学们学习了超导体的基本原理，对超导体在电子学方面的应用有了一定了解，也对未来技术图景有了更进一步的认识。
（文/图：王嘉麟 编辑：蓝新蓓）
