科技日報北京1月22日電 德國維爾茨堡—德累斯頓卓越集群ct.qmat團隊的理論和實驗物理學家開發出一種由鋁镓砷製成的半導體(ti) 器件。這項開創性的研究發表在最新一期《自然·物理學》雜誌上。

　　由於(yu) 拓撲趨膚效應，量子半導體(ti) 上不同觸點之間的所有電流都不受雜質或其他外部擾動的影響。這使得拓撲器件對半導體(ti) 行業(ye) 越來越有吸引力，因為(wei) 其消除了對材料純度的要求，而材料提純成本極高。拓撲量子材料以其卓越的穩健性而聞名，非常適合功率密集型應用。新開發的量子半導體(ti) 既穩定又高度準確，這種罕見組合使該拓撲器件成為(wei) 傳(chuan) 感器工程中令人興(xing) 奮的新選擇。

　　利用拓撲趨膚效應可製造新型高性能量子器件，而且尺寸也可做得非常小。新的拓撲量子器件直徑約為(wei) 0.1毫米，且易於(yu) 進一步縮小。這一成就的開創性在於(yu) ，首次在半導體(ti) 材料中實現了微觀尺度的拓撲趨膚效應。這種量子現象3年前首次在宏觀層麵得到證實，但隻是在人造超材料中，而不是在天然超材料中。因此，這是首次開發出高度穩健且超靈敏的微型半導體(ti) 拓撲量子器件。

　　通過在鋁镓砷半導體(ti) 器件上創造性地布置材料和觸點，研究團隊在超冷條件和強磁場下成功誘導出拓撲效應。他們(men) 采用了二維半導體(ti) 結構，觸點的排列方式可在觸點邊緣測量電阻，直接顯示拓撲效應。

　　研究人員表示，在新的量子器件中，電流—電壓關(guan) 係受到拓撲趨膚效應的保護，因為(wei) 電子被限製在邊緣。即使半導體(ti) 材料中存在雜質，電流也能保持穩定。此外，觸點甚至可檢測到最輕微的電流或電壓波動。這使得拓撲量子器件非常適合製造尺寸極小的高精度傳(chuan) 感器和放大器。（記者張夢然）