硅巴克球

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自从1985年发现以来，巴克敏斯特富勒烯，或称巴克球，已经找到了许多有趣的用途。这些碳原子球体——无论是空心的、填充金属原子的，还是制成微小管状的——已经成为迷你算盘、超精细扫描隧道显微镜针尖和高温超导体的基础，仅举几个应用。现在，日本原子研究联合中心的日浦秀文和他的同事们创造了一种可能被证明更实用的同类物质：用硅而不是碳制成的笼状结构。他们在最新一期的《物理评论快报》上描述了这些所谓的硅笼状簇合物。

鉴于硅的化学性质，科学家们推测它无法像碳巴克球那样呈现稳定的封闭构型。然而，新的研究表明，硅原子会聚集在一个中心金属原子周围。日浦研究小组描述的一种特别稳定的变体包含12个硅原子，它们在一个规则的六边形笼中，环绕着一个钨原子（见图）。改变这个中心金属会改变簇合物的性质，因此科学家们希望定制这些分子以适应各种用途。特别是，这些簇合物非常擅长将它们的核心金属原子与环境影响隔离开来。因此，日浦认为它们可以用作极好的量子比特，在量子计算机中存储单个信息位。金属原子的自旋态可以编码比特，而硅笼可以保护它免受破坏。