智慧型手機及電腦普及,需處理的資料也與日俱增,目前使用的材料就快無力招架激增的數據流量。不過台灣等5國科學家發現1種新的超導電材料,可望加快電腦處理資料的速度。
這類材料基本通稱為拓撲絕緣體,只有表面會導電,電子不會流經內部;但研究團隊發現,某些拓撲絕緣體內部能導通電子流,而且阻抗很小。
新材料被稱為「拓撲狄拉克半金屬」,是以榮獲1933年諾貝爾獎的英國量子物理學家狄拉克(Paul Dirac)命名。狄拉克是最先提出電子和光有相同特性的學者。
研究團隊發現,電子可以快速流經拓撲狄拉克半金屬鉍、硒及砷化鎘晶體。其中電子在砷化鎘晶體中流動的速度,更是鉍的1萬倍。
拓撲狄拉克半金屬或許可應用在拓撲量子電腦的概念上,利用電子自旋(spin)的特性作運算及資料傳輸。
拓撲狄拉克半金屬可快速導通電子,也被許多學者拿來與2D結構的奈米材料石墨烯做比較。石墨烯被視為是取代半導體,用於下一代電腦、觸控式螢幕及電池的超級材料。
團隊表示,石墨烯只有單個原子厚度,因此電子只能在內部二維流動,從某些方面來看,拓撲狄拉克半金屬有潛力變成比石墨烯更強大的材料。