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從理論上說，這類材料的體內(nèi)的能帶結(jié)構(gòu)是典型的絕緣體類型，在費(fèi)米能處存在著能隙，然而在該類材料的表面則總是存在著穿越能隙的狄拉克型的電子態(tài)，因而導(dǎo)致其表面總是金屬性的。

也正是這個(gè)性質(zhì)，使得在拓?fù)浣^緣體的外邊界上，電或（在某些情況下）光很容易繞過角落和缺陷，并且?guī)缀鯖]有損失。基于該特性，為了防止今天越來越精密的電路所遇到的過熱問題，拓?fù)浣^緣體可以被納入電路設(shè)計(jì)中，以便在不產(chǎn)生熱量的情況下將更多的處理能力裝入特定區(qū)域。

近日，中佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的拓?fù)洳牧希?/span>該材料采用了獨(dú)特的鏈狀蜂巢晶格結(jié)構(gòu)，克服了當(dāng)代拓?fù)湓O(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，能夠通過最小化功率損失，支持更快的信息處理。

具體來說，研究人員用激光在一塊二氧化硅上蝕刻了這種相連的蜂窩狀圖案，從而使研究人員能夠在不彎曲或拉伸光子線的情況下調(diào)節(jié)電流。這樣能夠在電路中引導(dǎo)光的流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)信息的需要。

另外，由雙態(tài)拓?fù)浣^緣體引入的新設(shè)計(jì)方法可提升傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)，使基于光的計(jì)算技術(shù)離現(xiàn)實(shí)更近一步。拓?fù)浣^緣體基于它們的特性，也可以用來保護(hù)和駕馭脆弱的量子信息比特，從而使處理能力比今天的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快上億倍。

值得一提的是，氫調(diào)節(jié)可能有助于產(chǎn)生新型拓?fù)涑瑢?dǎo)體。因?yàn)樵S多超導(dǎo)體可以在其表面產(chǎn)生神秘的粒子，稱為馬約拉納費(fèi)米子（MajoranaFermions），這是一種長期理論化的粒子，是它們自己的反粒子。量子位通常是脆弱的，但拓?fù)涑瑢?dǎo)體的馬約拉納費(fèi)米子可以證明在拓?fù)渖戏乐垢蓴_。

目前，相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《自然－材料》雜志上。