圖説：新材料拓撲絕緣體將進入應用階段。網路圖
主宰電子資訊産業飛速發展幾十年的摩爾定律會失效嗎？昨天下午，市科協第十四屆學術年會暨第十一屆上海工程師論壇上，斯坦福大學終身教授、美國科學院院士、中科院外籍院士張首晟在報告中預言，擁有“電子高速公路”的拓撲絕緣體將進入應用階段，為人類帶來新的半導體材料、能源材料，解決摩爾定律即將失效的難題。
一枚郵票大小的晶片，幾十年不變，肚子裏盛下的三極體數量卻是天文級數增長——積體電路上可容納的元器件數目和性能，每隔18—24個月會提高1倍，這就是摩爾定律。不過，全球晶片研發遵循的這個黃金定律，卻在漸進尾聲。因為，“電子在晶片裏的運動，猶如一輛輛瘋狂跑車在集市裏東衝西撞，碰撞就會産生熱量。”張首晟指出，正是散熱問題，可能終結摩爾定律。
如果能讓“電子跑車”駛上高速公路，不就避免碰撞、少産生熱量了嗎？張首晟設想了“電子高速公路”方案。他于2006年提出“量子自旋霍爾效應”構想。利用這種特性，科技人員能讓晶片電子在不同軌道上自旋，各行其道，避免了撞車，自然就解決了發熱問題。2007年，這一理論預言被德國維爾茨堡大學實驗小組證實。同年，量子自旋霍爾效應被《科學》雜誌評為2007年“全球十大重要科學突破”之一。在此理論基礎上，張首晟團隊還預言了一系列名為“拓撲絕緣體”的新材料。“錫烯”是其中之一，堪稱“石墨烯的堂弟”，具有很好的應用前景。“希望我們很快迎來拓撲絕緣體時代，研製出半導體新材料、能源新材料，投入應用。而且利用拓撲絕緣體還有望製造出量子電腦。”張首晟説。（新民晚報記者 馬亞寧）
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