據物理(lǐ)學家組織網10月14日報道,中美科學家攜手合作(zuò),為未來的電子設備研發出一類名為(wéi)拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊(duì)報告稱(chēng),他們在一個(gè)超高真空腔內,分別在砷(shēn)化镓(GaAs)粗糙和光滑的表麵,種植出了兩類拓撲絕緣體材料,並對它們輸送電子的(de)能力(lì)進行了評估(gū)。相關研究發表在最新一期的美國物理聯合會學術期刊《AIP Advances》上。
拓撲絕緣體是一種具有新奇量子特性的物質狀態,為近(jìn)幾年來物理學的重要科學(xué)前沿之一。從理論上分析,這類材料的內部是一(yī)個絕緣體,會阻礙電荷的流動;但其(qí)表麵則像一個非常高效的電導體(tǐ),使電子不會偏離其行進方向。
該研究的通訊作者、北京大學量子材料(liào)科(kē)學中心研究員、博士生導師王(wáng)健(音(yīn)譯)表示:“拓撲絕緣(yuán)體所擁有的這種屬性使(shǐ)其能在未來用於超(chāo)高速、能量(liàng)不散逸的計算機內,這種計算機(jī)內的(de)大量信息將被(bèi)量子通道(dào)內的電子所運(yùn)載,避免目前計算機中電子散射導致的芯片過熱、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廣泛使用的材料砷化镓作為基座,製造出了兩類拓撲(pū)絕緣(yuán)體材料:碲化鉍、碲化銻。
該研(yán)究的聯合作者(zhě)、阿肯色州納米材料科學和工程研究所(suǒ)納米技術學家蒂莫西?摩根說:“電子傳導能力更強的高質量拓撲絕(jué)緣體薄膜在更光滑的表麵基座上被(bèi)種植出來,這對(duì)我們來說是一(yī)個意外之喜,一般來說,粗糙的點會為薄膜的生長提供(gòng)定位點(diǎn),而光滑的表麵則不會。新發現表明,我們需要對實驗中涉及到的生長機製(zhì)進行更深入的調查。”
該研究的主(zhǔ)要作者、俄亥俄州立大學電子和計算機工程學院的博士後曾兆權(音譯)表示,他們已(yǐ)經證明,能夠(gòu)在工業標準的基座上種植出(chū)高質量的拓撲絕緣體材料,接下來,他們打算用(yòng)其設計並製造出某(mǒu)些基本的設備(bèi),以便檢查它們在進行電子開關(guān)和光電(diàn)探(tàn)測方麵的表(biǎo)現。
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