編譯／高晟鈞 拓樸絕緣體（Topological Insulators）是近年來相當熱門的材料之一，內部具有絕 …

編譯／高晟鈞

拓樸絕緣體（Topological Insulators）是近年來相當熱門的材料之一，內部具有絕緣體性質，但表面卻像金屬一樣，允許電荷移動。近期，一德國研究團隊首次在拓樸絕緣體中觀測到激子，而這也是量子技術和光驅動計算機晶片領域的一大要進。

半導體中材料吸收光子時，會形成電子與電洞，而兩者最後會因庫倫靜電力而形成一種複合型態，被稱為激子；更簡單來說，當半導體吸收一個光子時，變會產生一個激子。激子一直被視為二維半導體中，光驅動組件的信息載體；也因此，在拓樸絕緣體中發現激子是一項令人振奮的發現，因為這意味著拓樸絕緣體，將使光學和電子學通過量子現象聯繫在一塊，開發一條電子元件的新方向。

這種新的拓樸絕緣體由鉍烯構成，透過精密的材料設計，這些鉍烯結構如同石墨烯一樣，排列成單層的蜂窩狀；不同的是，拓樸絕緣體的性質使得這項新材料可以在室溫下進行無損耗的導電，而這也是石墨烯材料所做不到的。

拓樸絕緣體是少數能引發量子效應的三維結構材料，不同於二維的薄膜結構，電子在拓樸絕緣體中的移動方式更為複雜。由拓樸絕緣體所製成的量子晶片，使用光而非電壓能使其擁有更快的處理速度，並且擁有極高的穩定性；因此，這項最新發現為未來的量子技術和微電子領域的新一代光驅動設備，奠定了良好的基礎。

資料來源:Phys.org

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