新型材料可在常温下开展“量子科技旋转”，有助开发设计下一代测算新模式

新型材料可在常温下开展“量子科技旋转”，有助开发设计下一代测算新模式 高新科技日报新闻记者 张梦然

据最新一期法国《自然·通讯》报导，美国密歇根大学开发设计出一种半导体器件，可在室内温度标准下完成从电导体到绝缘物的“量子科技旋转”，有利于开发一代量子科技机器设备和超高效率电子产品。

科学研究员工在只有一个分子厚的二维硫化橡胶钽层中留意到，适用这类量子科技旋转的奇特电子结构之前只有在-37.8℃的低温下平稳，如今该新型材料可在达到77℃时长期保持。

密西根大学管理科学与工程项目终身教授罗伯特·霍夫登说，奇特的纳米特点，例如从电导体转换到绝缘物的工作能力，可能是下一代测算的重要，它保证了大量储存信息内容的办法和更快的模式转换。这也许会造成更强劲、更环保节能的机器设备。

现如今的电子设备应用小型开关元件来储存数据信息；“开”为1，“关”为0，关闭电源后数据信息消退。将来的机器设备则可应用别的情况，例如“电导体”或“绝缘物”来储存数据数据信息，只必须迅速的动能点就可在情况中间转换，而不是平稳的电流量。

过去，这类奇特的个人行为只在低温下的原材料中被观查到，而生物学家的根本宗旨是研发可以在常温下按需迅速从一种情况“旋转”到另一种情况的原材料，这一科学研究可能是朝这一方位迈开的关键一步。

“此前在低温下的研究表明，可以按需一次又一次地完成这类旋转。”霍夫登说，“这不是这一新项目的关键，但实际上，大家乃至可以在常温下维持一次旋转平稳，这打开了很多激动人心的概率。”

从电导体到绝缘物的旋转由一种称之为电子密度波的状况适用，这也是一种在某种标准下自发性产生的井然有序的、结晶状正负电荷方式。

“以前在硫化橡胶钽的块状试品中留意到电子密度波，但原材料务必处在超冷溫度下，”霍夫登说，“根据将好多个二维层交叠在一起，大家可以使其更为平稳。”

该精英团队最先生产制造了几层夹在一起的单分子厚的硫化橡胶钽层试品。每一层是一个半导体材料，处在所说的八面体情况，它指的是钽和硫分子的特殊排序。尽管存有一些电子密度波，但他们过度不稳定和混乱，没法造成电导体—绝缘物旋转等奇特个人行为。

霍夫登精英团队根据在无氧运动自然环境中加温试品，与此同时在透射电镜下观查该全过程。伴随着试品的加温，层逐渐一层一层地转换到棱柱体情况——同样分子的不一样排序。

当大部分(但并不是所有)层转换到棱柱体情况时，科学研究工作人员将试品制冷回室内温度，发觉维持八面体情况的层表明出井然有序而平稳的电子密度波，而且在达到77℃的溫度下仍能维持这类情况。除此之外，这种层早已从半导体材料变化为绝缘物。