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Zi 字媒體

2017-07-25T20:27:27+00:00
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摘要:近年來,有關二維物質的研究發現有爆發的趨勢。幾乎每隔一段時間,就有科學家宣布某種突破或應用,比如經常搶佔頭條的石墨烯。不過德國維爾茨堡大學的研究人員們,則開發出了另一種超薄材料 —— bismuthene 。它是一種特殊的材料組合,即在碳化硅基底上,沉積單層鉍原子。而它的特性,可帶來計算和數據傳輸上的進步,因其在電子搬運上有很高的效率。Bismuthene 電子傳導渠道示意圖該物質被歸為「拓補絕緣體」一類的材料,內部絕緣、但表面導電(量子效應)。材料中的傳導渠道可防止自旋散射,從而減少電子損耗。唯一的問題是,它們通常只能在 -270℃ 的溫度下良好工作,這種限制使得其在電子設備等領域的應用變得不切實際。好消息是,Bismuthene 在擁有與其它拓補絕緣體相同特性的同時,還可以在室溫(甚至更高溫度)下工作。在將鉍膜運用到基板上之後,原子就自形成了結構穩定的六邊形化學鍵。這種形式,與我們在石墨烯上所見到的是一樣的。然而與石墨烯不同的是,Bismuthene 的化學鍵是依託於碳化硅實現的。研究人員之一的 Ronny Thomale 教授解釋到:「鉍在常態下是一種導電金屬,而在室溫和更高溫度下,單層蜂窩仍是一種獨特的絕緣子」。由於該材料可在更高溫度下使用,使得它成為了電子領域的理想選擇。鉍的導電通道是非常穩定的,且數據傳輸極有效率。藉助顯微技術,科學家們已經證實,Bismuthene 幾乎可以在沒有數據損失的情況下發送信息。這種傳輸通道是『受到保護』的。另一位研究員 Ralph Claessen 表示:「該方法讓數據傳輸時的電子自旋更少」。與此同時,由於不在需要超冷卻來研究到店通道中的量子效應,自選電子學領域亦有望迎來快速發展。當然,針對量子數據傳輸的高級研究仍處於初級階段,距離商業運用更是遙遠。

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