在深邃的天文学领域，中国科学院紫金山天文台与中国电子科技集团第十三研究所携手合作，实现了国际上首个石墨烯基太赫兹超导约瑟夫森结探测器的研制。这个里程碑式成果以"A Terahertz Detector Based on Superconductor-Graphene-Superconductor Josephson Junction"为题，在《Carbon》期刊上发表。这项研究不仅开启了基于超导体、石墨烯和超导体三元组合物的新技术，也为高灵敏度太赫兹探测提供了新的途径。

太赫兹频段，被视为观察遥远宇宙、冷暗物质以及被尘埃掩盖的光学不可见天体的“窗口”。随着二维材料尤其是石墨烯在高灵敏度探测器中的应用日益增多，科学家们正在努力开发更先进的材料和技术，以达到背景噪声极限。紫金山天文台领导的一项研究利用双层石墨烯薄膜作为微桥，将铌（Nb）超导电极连接起来，从而成功创造出太赫兹谱段第一款基于二维材料构建的SGS约瑟夫森结探测器。

当石墨烯薄膜尺寸缩小至亚微米时，该系统展现出了临近效应导致约瑟夫森隧穿现象，这种现象使得通过监测微桥中因辐射吸收引起电流变化，即可检测到太赫兹辐射信号。在1.4 THz频段和0.1-0.6K温区内，该设备显示出光学噪声等效功率（NEP）为2.5-5×10^-16 W/Hz^0.5，这已经达到了该频段的地面观测背景噪声极限。

这项突破性的研究成果，不仅是在国际上首次实现了SGS约瑟夫森结技术在太赫兹范围内，但也拓宽了解二维材料应用潜力的方向，为大规模阵列型太赫茲探测器研制奠定基础。论文由紫金山天文台毫米波和亚毫米波技术实验室缪巍研究员主持，并获得国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金项目等支持。