中美科學(xué)家攜手合作研發(fā)出拓撲絕緣體的電導體

　　據物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，中美科學(xué)家攜手合作，為未來(lái)的電子設備研發(fā)出一類(lèi)名為拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊報告稱(chēng)，他們在一個(gè)超高真空腔內，分別在砷化鎵(GaAs)粗糙和光滑的表面，種植出了兩類(lèi)拓撲絕緣體材料，并對它們輸送電子的能力進(jìn)行了評估。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的美國物理聯(lián)合會(huì )學(xué)術(shù)期刊《AIPAdvances》上。

　　拓撲絕緣體是一種具有新奇量子特性的物質(zhì)狀態(tài)，為近幾年來(lái)物理學(xué)的重要科學(xué)前沿之一。從理論上分析，這類(lèi)材料的內部是一個(gè)絕緣體，會(huì )阻礙電荷的流動(dòng);但其表面則像一個(gè)非常高效的電導體，使電子不會(huì )偏離其行進(jìn)方向。

　　該研究的通訊作者、北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心研究員、博士生導師王健(音譯)表示：“拓撲絕緣體所擁有的這種屬性使其能在未來(lái)用于超高速、能量不散逸的計算機內，這種計算機內的大量信息將被量子通道內的電子所運載，避免目前計算機中電子散射導致的芯片過(guò)熱、數據流被破壞以及操作速度減慢的困擾�！�

　　研究人員以半導體工業(yè)廣泛使用的材料砷化鎵作為基座，制造出了兩類(lèi)拓撲絕緣體材料：碲化鉍、碲化銻。

　　該研究的聯(lián)合作者、阿肯色州納米材料科學(xué)和工程研究所納米技術(shù)學(xué)家蒂莫西·摩根說(shuō)：“電子傳導能力更強的高質(zhì)量拓撲絕緣體薄膜在更光滑的表面基座上被種植出來(lái)，這對我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)意外之喜，一般來(lái)說(shuō)，粗糙的點(diǎn)會(huì )為薄膜的生長(cháng)提供定位點(diǎn)，而光滑的表面則不會(huì )。新發(fā)現表明，我們需要對實(shí)驗中涉及到的生長(cháng)機制進(jìn)行更深入的調查�！�

　　該研究的主要作者、俄亥俄州立大學(xué)電子和計算機工程學(xué)院的博士后曾兆權(音譯)表示，他們已經(jīng)證明，能夠在工業(yè)標準的基座上種植出高質(zhì)量的拓撲絕緣體材料，接下來(lái)，他們打算用其設計并制造出某些基本的設備，以便檢查它們在進(jìn)行電子開(kāi)關(guān)和光電探測方面的表現。