超导的一触即发状态。在此技术中，一个金属尖端悬于超导样本上方，将光散射到一个小区域。通过设备施加偏置电流，超导体中任何光子的吸收都会破坏局部超导性，这由紧密相连的电子库珀对所代表。通过将待检测样本置于尖端与该超导体之间，研究人员能够扫描此类样本，并揭示纳米级别的缺陷或诸如超导相干性等属性的不均匀性。
单个光子在超导体中沉积的能量能够记录下可检测的信号，这就是为何超导体被用于一些极其灵敏的探测器中。如今研究人员展示了如何利用这种敏感性，以纳米分辨率创建材料超导属性的图谱。该技术还能够检测极化激元——一种在量子技术中可能有用的光与物质的混合激发态，且分辨率高于早期方法。研究人员期望这项新技术在量子信息和纳米光子学等不同领域发挥作用。
当处于临界温度略下方的超导体吸收单个光子时，超导性可能在材料的小区域内被破坏，从而触发一个小的电信号。近期的进展拓宽了此类探测器的工作温度范围，并提高了其对广泛频率范围内光子的敏感性，开启了许多新应用。纽约石溪大学的刘梦坤及其同事思考，能否利用同样的敏感性来构建超导样本属性的高分辨率空间图谱。石溪团队成员景然表示：“空间变化常常影响超导强度和相干性，因此局部成像这些属性的能力将带来有价值的见解。”
当前的显微镜方法使用从微小针状金属探针（即“尖端”）散射的电磁波，在样本中诱导局部电磁响应。研究人员可以利用这些响应构建材料属性的高度详细图谱，特别是在半导体中。但该技术往往缺乏检测超导体或其他通常对入射电磁波响应比半导体弱的材料中空间变化所需的敏感性。
因此刘梦坤及其同事开发了一种专为超导体量身定制的基于扫描探针的显微镜技术。在他们的装置中，红外光束从悬于样本表面上方的金属尖端散射。如果光被吸收，会抑制尖端附近的超导性。这种抑制会在附近的电极间产生可测量的电压或电流。关键在于，由于晶体缺陷、样本几何形状以及任何能增强或减弱超导性的因素，临界温度会在不同位置略有变化。在实验中，研究人员在一系列温度下重复扫描，同时监测表明超导性丧失的信号。结果能够提供诸如电阻率或局部量子相干性等属性的空间图谱。
该团队使用一个蝴蝶结形状的铌超导体样本展示了这项技术，该样本在蝴蝶结中心有一条200纳米宽的条带，即“纳米桥”。结果表明，纳米桥在比其他区域更低的温度下失去超导性，这可能是其更高电流密度的结果。
景然表示，虽然此次实验聚焦于纳米桥的属性，但该技术可能还有其他用途。“实际研究的材料可以是超导体本身，也可以是层叠在纳米桥之上或与之相邻的另一种材料。”
刘梦坤及其同事还展示了该技术的另一用途：检测极化激元，这是量子技术中有前景的候选对象。极Ō..
新加坡南洋理工大学的量子物质专家宋贾斯汀表示，这项工作“开启了使用非常弱的辐照产生精细设备或材料空间分辨图像的可能性”。“对于探测超导体和其他具有脆弱有序性的系统可能最为有用，因为过多的光可能会破坏这种有序性。”
研究人员希望最终能够对更广泛的材料和设备进行成像，并研究一系列极化激元激发态。景然称，这些系统可能包括扭曲石墨烯器件和一些新型超导体。该技术对于表征用于量子比特的超导器件也可能有用，因为微观表面缺陷或氧化区域会改变超导属性。他还表示，检测极化激元的能力也将有助于设计基于这些粒子的量子设备。