由勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組拍攝了第一張?jiān)臃直媛蕡D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(jìn)量子計(jì)算和節(jié)能電子學(xué)。
手性界面態(tài)是一種導(dǎo)電通道，允許電子僅沿一個(gè)方向行進(jìn)，防止電子向后散射并導(dǎo)致浪費(fèi)能量的電阻。研究人員正在努力更好地了解真實(shí)材料中手性界面態(tài)的特性，但事實(shí)證明，可視化其空間特征非常困難。
但現(xiàn)在，伯克利實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)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(dǎo)電通道。
他們的工作發(fā)表在《自然物理學(xué)》雜志上，是伯克利實(shí)驗(yàn)室更廣泛推動(dòng)量子計(jì)算和其他量子信息系統(tǒng)應(yīng)用的一部分，包括設(shè)計(jì)和合成量子材料，以滿足緊迫的技術(shù)需求。
“以前的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)部和加州大學(xué)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(xué)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?；魻?(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(dǎo)電子。
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