新拓撲絕緣體有可預測的最大能隙
- 發佈時間：2014-09-30 01:31:00 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 美國猶他大學的研究人員創建出一種新的拓撲絕緣體，其可作為硅半導體頂部金屬層的特殊材料，將使超高速電腦在室溫下執行快速運算成為可能。該項研究成果刊登在近日美國《國家科學院學報》上。
這種新的拓撲絕緣體，其裏面猶如絕緣體，而其外部可導電，為量子電腦和快速自旋電子元件鋪平了道路。
量子電腦是一種遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算的裝置，可同時進行上百萬次的運算，而目前的普通電腦只能逐條計算，前者的運算速度比後者高出逾10萬億倍。其在大型數據中心、安全系統和加密等領域將有多種用途。自旋電子學是利用電子自旋稟性對電子進行操控的新技術。自旋電子器件可以用於編碼及在電子電路和電腦傳輸資訊。
拓撲絕緣體于10年前被發現，其是一類有望使電腦加速的材料。科學家一直在試圖創建一個大能隙的拓撲絕緣體，因為較大的能隙能夠允許電子在材料表面導電，以使電腦能夠在室溫下操作時保持穩定。
據物理學家組織網報道，該研究團隊發現，將鉍金屬沉積在硅上，可能會形成更穩定的大能隙拓撲絕緣體。而且同樣重要的是，這個過程成本低，並與目前廣泛存在的普遍硅半導體製造技術很容易整合。研究人員説，可以把它放在硅裏，與現有的半導體技術“聯姻”。這是非常重要的，它使得更多的實驗變得可行和切合實際。
由於鉍層自動鍵合，但是電子從硅層電子隔離，其會創建一個大的能隙。研究人員説：“它就是曾經預測的最大能隙，將使以拓撲絕緣體為基礎的設備或電腦在室溫應用成為可能。”（華淩）
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