據美國麻（má）省理工學院網站近日報道，該校科學家通過研究發現，在某些極端情況下，可將石墨烯（xī）轉化為具有獨特功（gōng）能的拓撲絕緣體，有望為量（liàng）子計算機的製造提供新（xīn）思路。相關研究發（fā）表在本（běn）周（zhōu）出版的《自然》雜誌上。
      研究人員發現，將石墨（mò）烯薄片置（zhì）於強度為35特斯拉磁場和比絕對零度（dù）高（gāo）0.3攝氏度的低溫環境中，可使石墨烯的導電性能發生改變，讓其根據電子自旋的方向對電子（zǐ）進（jìn）行（háng）過濾，而這點是目前任何（hé）傳統電子係統都無法做到的。
      在典型條件下，石（shí）墨烯表現為正常導體，對其施加電壓，電流從其上通過。但如果將一（yī）片石墨烯置於（yú）與其垂直（zhí）的磁場中，石墨烯的特性就會發生改變??電流隻會沿（yán）著石墨烯（xī）薄片的邊緣運行，其他部分則（zé）變為了（le）絕緣體。此外，這時的電流隻會根據磁場的方向沿著一個（gè）方向前進。這種現象（xiàng）被稱為量子霍爾效應。
      在新的研究中，研究人員發（fā）現，如果在上述情況下（xià）再（zài）增加（jiā）一個與石墨（mò）烯放置位置水平的強磁場，石墨烯的特性會再次發生改變：電子仍隻能沿石墨烯的邊緣運行，但（dàn）運行（háng）的方向由單向變成了雙向，而具體方向則由電子自旋的不同方向決定。
      論文主要作者麻省理工學院物理係博士後安德烈?楊說（shuō）：“我們創造了一種非比尋常的特殊導體。根據電子自旋的方向對電子進行分離是（shì）拓撲絕緣體常見的一項（xiàng）功能。但石（shí）墨烯並不是（shì）通常意義上的拓撲絕緣體。我（wǒ）們在不同的材料體係中獲得了同（tóng）樣的效果。更重要的是，通過改變磁場，還可以隨時對電子運行的方向、通電與否的狀態進行控製。這意味著可以用它（tā）們（men）製（zhì）成電路和晶體管，這在此前還（hái）沒（méi）有實現過（guò）。”
      麻省理工學院副教授巴勃羅?加洛裏?埃（āi）雷羅（luó）說，此前（qián）曾經有人對石（shí）墨烯的這種特性（xìng）進行過預測，但從沒有人將其（qí）實現。該研究首次證實了單（dān）片石墨烯（xī）對自旋電子具有選擇性；也首次證明了石墨烯能（néng）夠對電（diàn）子運（yùn）行的方向、通電與否的狀態進行控製。該實驗完成了一些研究人（rén）員數十年一（yī）直試圖（tú）實現而沒有獲得成功（gōng）的工（gōng）作，有望產生一種製造量子計算（suàn）機的新方法。
       參與此項研究的麻省理（lǐ）工學院物理學教授雷?埃紹（shào）瑞稱，這項（xiàng）研究為拓撲絕緣體的研究描繪了新的研究方（fāng）向。他說：“我們無法預測這項發現會導致（zhì）什麽結果，但它拓寬了我（wǒ）們的思路，為多種設（shè）備的製造提供（gòng）了可（kě）能。”
      安德烈?楊說：由（yóu）於需要極端的低溫和強磁環境，要實現這樣的要求並不容易，因此用該（gāi）技術製造出的量（liàng）子計算機（jī）將是一台非（fēi）常專業的設備，可能會首先用於高優先級的計算任務。下一步，他們將對石墨烯在較低的磁場（1特斯拉）和較高（gāo）溫度下的表現進行測試，以期降低（dī）該（gāi）技術的使用門檻（kǎn）。