蘇黎世大學：新型邊緣導電型絕緣子

通過拓撲學檢查物體和固體的性質，這些物體和固體都受到保護，不受擾動和變形的影響。迄今為止所知到的材料包括拓撲絕緣體，都是內部呈絕緣狀態，但在表面卻可以傳導電流。絕緣體的導電錶面受到拓撲保護，這意味著它們很難變成完全絕緣狀態。

新型材料：高階拓撲絕緣子

蘇黎世大學（UZH）的理論物理學家們現在預測了一種新的拓撲絕緣體，這種絕緣體將在晶體的邊緣而非表面上具有導電性。

由蘇黎世大學，普林斯頓大學，Donostia國際物理中心和哈勒馬克斯普朗克微觀結構物理研究所的科學家組成的研究團隊將這種新材料歸類為「高階拓撲絕緣體」。

線狀的納米高階拓撲絕緣體的示意圖，其邊緣有導電通道。 圖片：蘇黎世大學

導電邊緣的非凡的魯棒性使它們特別有趣：無序或雜質不會阻止拓撲電子的電流流動。如果存在缺陷阻礙了電流的流動，它就會圍繞雜質流動。

專屬電子的高速公路

另外，不需要專門準備晶體邊緣來傳導電流。如果晶體破裂，新產生的邊緣會自動傳導電流。

蘇黎世大學物理系教授Titus Neupert說：「最令人振奮的是，電子可以至少在理論上電可以，毫無消耗地進行流動。你可以將晶體邊緣想像成一種電子通道， 它們不能簡單地進行U形轉彎。」

這種無損耗電導的性質，或者說在超低溫下從超導體中得知的性質，與先前已知的具有導電錶面的拓撲絕緣體晶體不同，但是對於高階拓撲晶體是特定的。

有待進一步完善的理論和實驗研究

物理學家的研究仍然主要依賴於理論方面。他們提出了碲化錫作為第一個顯示出這種新穎性能的化合物。 Neupert說：「更多的候選材料已被識別，並在實驗中進行探測。」

研究人員希望未來納米線由高階拓撲絕緣體製成，可用作電路中的導電路徑。可以將它們與磁性和超導材料結合使用，構建量子計算機。

原文來自：nanowerk，原文題目：Novel insulators with conducting edges，由材料科技在線團隊翻譯整理

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