新拓扑绝缘体有可预测的最大能隙
- 发布时间：2014-09-30 01:31:00 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报讯 美国犹他大学的研究人员创建出一种新的拓扑绝缘体，其可作为硅半导体顶部金属层的特殊材料，将使超高速计算机在室温下执行快速运算成为可能。该项研究成果刊登在近日美国《国家科学院学报》上。
这种新的拓扑绝缘体，其里面犹如绝缘体，而其外部可导电，为量子计算机和快速自旋电子元件铺平了道路。
量子计算机是一种遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算的装置，可同时进行上百万次的运算，而目前的普通计算机只能逐条计算，前者的运算速度比后者高出逾10万亿倍。其在大型数据中心、安全系统和加密等领域将有多种用途。自旋电子学是利用电子自旋禀性对电子进行操控的新技术。自旋电子器件可以用于编码及在电子电路和计算机传输信息。
拓扑绝缘体于10年前被发现，其是一类有望使计算机加速的材料。科学家一直在试图创建一个大能隙的拓扑绝缘体，因为较大的能隙能够允许电子在材料表面导电，以使计算机能够在室温下操作时保持稳定。
据物理学家组织网报道，该研究团队发现，将铋金属沉积在硅上，可能会形成更稳定的大能隙拓扑绝缘体。而且同样重要的是，这个过程成本低，并与目前广泛存在的普遍硅半导体制造技术很容易整合。研究人员说，可以把它放在硅里，与现有的半导体技术“联姻”。这是非常重要的，它使得更多的实验变得可行和切合实际。
由于铋层自动键合，但是电子从硅层电子隔离，其会创建一个大的能隙。研究人员说：“它就是曾经预测的最大能隙，将使以拓扑绝缘体为基础的设备或计算机在室温应用成为可能。”（华凌）
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