新型导电边绝缘子

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拓扑检查受扰动和变形保护的物体和固体的性质。迄今已知的材料包括拓扑绝缘体,它们是绝缘在内部,但在其表面上传导电流的晶体。导电表面受到拓扑保护,这意味着它们不能很容易地被带入绝缘状态。

新型材料:高阶拓扑绝缘体

苏黎世大学的理论物理学家现在预测了一类新的拓扑绝缘体,它们在晶体的边缘而不是在其表面上具有导电特性。该研究小组由UZH、普林斯顿大学、DooStina国际物理中心和哈雷Max普朗克显微物理研究所的科学家组成,称为新材料类“高阶拓扑绝缘体”。导电边缘的非凡鲁棒性使它们特别有趣:拓扑电子的电流不能被无序或杂质阻止。如果一个缺陷妨碍了电流,它只是绕着杂质流动。

就像电子高速公路

此外,晶体边缘不需要特别准备来传导电流。如果晶体断裂,新的边缘也会自动传导电流。最令人兴奋的是,电能至少在理论上是没有任何耗散的,“UZH物理学系的教授Titus Neupert说。你可以认为晶体边缘是电子的一种途径。它们不能简单地掉头。“无损耗电导的性质,在低温下从超导体得知,并不与先前已知的具有导电表面的拓扑绝缘体晶体共享,而是与高阶拓扑晶体有关。

需要进一步的理论和实验研究

物理学家的研究仍然主要依赖于理论方面。他们已经提出了锡碲化物作为第一个化合物来显示这些新的特性。更多的材料候选者必须在实验中被识别和探索。”纽珀特说。研究者希望在未来的高阶拓扑绝缘体上的纳米线可以用作电路中的传导路径。它们可以与磁性材料和超导材料结合,用于构建量子计算机。

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