台美5國研究 發現超導電新材料

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」（topological Dirac semi-metals），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。

研究結果分為兩篇報告，刊登在「自然通訊」（Nature Communications）期刊。台灣大學、清華大學及中研院學者都參與這項美國、台灣、新加坡、德國及瑞典的跨國研究。

主導這項研究的普林斯頓大學（Princeton University）物理學教授哈山（M. Zahid Hasan）表示：「有了這個發現，就不用受限於電子只從材料表面流過，為了如何應用這種材料想破頭。現在可以切開這種材料（拓撲狄拉克半金屬），光一般的電子就能在材料內部三維流動。」

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（topological quantum computer）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。

哈山表示，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。（譯者：中央社林亭儀）