近⽇，丹⻨⾼等研究院与北京⼯业⼤学、⽇本国⽴物质材料研究所、⽐利时鲁汶⼤学、中南⼤学、英国布⾥斯托⼤学、⽐利时根特⼤学等合作，利⽤化学⽓相沉积法及微纳加⼯技术制备了纳⽶尺度的“钻戒”，并在这些“钻戒”中发现了⾦属-玻⾊半导体相变与⾮常规“巨磁阻”效应。这些发现为超导量⼦器件的设计提供了新思路。
相关研究论⽂成果以 Unconventional Giant “Magnetoresistance” in Bosonic Semiconducting Diamond Nanorings 为题，已发表在科学期刊 Advanced Materials 上。
材料按其电学性质可粗略地分为绝缘体、半导体、导体和超导体。当温度降低时，因其⾮零的禁带宽度，绝缘体与半导体的电阻往往升⾼。⾦属作为良导体，其电阻通常随温度的降低⽽减⼩。超导体在较⾼的温度下⼀般呈现类似⾦属的电学性质。在低温下，当超导体中的⾃由电⼦结合为库珀对且发⽣量⼦凝聚时，其电阻突降⾄零。当前，除了⼈们⽿熟能详的超导磁悬浮列⻋，超导体也被⽤于开发先进的量⼦器件，如单光⼦探测器和量⼦计算机等。
⻓期困扰物理与材料学界的⼀个问题是：库珀对的形成是否必然导致材料从⾦属态到超导态的相变？此问题在上述国际研究团队的合作下得到了解答。该团队选取硼掺杂的⼈造⾦刚⽯（钻⽯）为原材料，利⽤先进的微纳加⼯技术，制备出了纳⽶尺度的⾦刚⽯环状结构（“钻戒”）。这些纳⽶“钻戒”在相对较⾼的温度下表现出类⾦属的电学性质，当温度降⾄其原材料的超导相变温度时，它们的电阻显著飙升⽽⾮突降。
该反常相变的发⽣是由纳⽶“钻戒”对库珀对的拘禁造成的。
伴随着⾦属-玻⾊半导体相变的发⽣，纳⽶“钻戒”展现了⾮常规“巨磁阻”效应。常规巨磁阻效应是由⾃旋相关的电⼦散射造成的，现今被⼴泛应⽤于电脑硬盘数据的读取。由磁性与⾮磁性材料组成的多层膜结构是硬盘读取磁头的关键组件，当该结构处于硬盘磁畴产⽣的磁场中时，⾃旋相关的电⼦散射会被抑制，导致结构电阻的⼤幅降低，从⽽实现对数据的识别和读取。
与常规巨磁阻效应不同，纳⽶“钻戒”中的“巨磁阻”效应是库珀对的湮灭导致的。
该研究揭示了⼀系列新颖的量⼦现象，拓展了对材料传统分类的认识，为超导量⼦器件的开发提供了新的物理基础、材料平台和设计思路。丹⻨⾼等研究院张固⾮教授发起了该项研究，并和北京⼯业⼤学柯⼩⾏教授、⽇本国⽴物质材料研究所廖梅勇主席研究员、⽐利时鲁汶⼤学刘⽴旺博⼠、中南⼤学李业军教授等⼈担纲了主要研究⼯作。