由勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)領(lǐng)導的一個國際研究小組拍攝了第一張原子分辨率圖像，并展示了手性界面態(tài)的電控制——一種奇特的量子現(xiàn)象，可以幫助研究人員推進量子計算和節(jié)能電子學。
手性界面態(tài)是一種導電通道，允許電子僅沿一個方向行進，防止電子向后散射并導致浪費能量的電阻。研究人員正在努力更好地了解真實材料中手性界面態(tài)的特性，但事實證明，可視化其空間特征非常困難。
但現(xiàn)在，伯克利實驗室和加州大學伯克利分校的研究小組捕獲的原子分辨率圖像首次直接可視化了手性界面態(tài)。研究人員還演示了在二維絕緣體中按需創(chuàng)建這些無電阻導電通道。
他們的工作發(fā)表在《自然物理學》雜志上，是伯克利實驗室更廣泛推動量子計算和其他量子信息系統(tǒng)應(yīng)用的一部分，包括設(shè)計和合成量子材料，以滿足緊迫的技術(shù)需求。
“以前的實驗已經(jīng)證明手性界面態(tài)存在，但沒有人以如此高分辨率可視化它們。我們的工作首次展示了這些一維態(tài)在原子尺度上的樣子，包括我們?nèi)绾胃淖兯鼈?，甚至?chuàng)造它們，”第一作者張燦勛說，他是伯克利實驗室材料科學部和加州大學伯克利分校物理系的前研究生研究員。他現(xiàn)在是加州大學圣巴巴拉分校的博士后研究員。
手性界面態(tài)可能出現(xiàn)在某些類型的二維材料中，這些材料被稱為量子反常霍爾 (QAH) 絕緣體，它們是本體絕緣體，但在一維“邊緣”(材料的物理邊界以及與其他材料的界面)處無電阻地傳導電子。
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