蒙納士大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的三銻酸鈉三銻酸三鈉的光明前景

在具有接觸點(diǎn)的藍(lán)寶石上生長的NABI薄膜，以允許在磁場中低溫下的載流子密度和遷移率的電測量?？梢灾圃斐膳c高質(zhì)量的石墨烯替代品“電子光滑”，同時(shí)保持石墨烯的高電子遷移率。

Na3Bi是拓?fù)涞依虢饘伲═DS），被認(rèn)為是石墨烯的3D等價(jià)物，因?yàn)樗@示出相同的非常高的電子遷移率。

在石墨烯中，如在TDS中，電子以恒定速度移動(dòng)，與其能量無關(guān)。

在用于快速開關(guān)電子器件的材料中，這種高電子遷移率是非常需要的。理論上，石墨烯中的電子流速可以是硅中的100倍。

然而，在實(shí)踐中，由于材料的二維性質(zhì)，石墨烯的顯著電子遷移率存在局限性。

雖然石墨烯本身可以是非常純凈的，但它作為獨(dú)立材料使用太脆弱，并且必須與另種材料結(jié)合。并且因?yàn)槭┦窃蛹?jí)薄的，所以襯底中的雜質(zhì)能夠在石墨烯內(nèi)引起電子紊亂。

這種稱為“電荷水坑”的微觀不均勻性限制了電荷載流子的遷移率。

在實(shí)踐中，這意味著基于石墨烯的裝置必須精心構(gòu)造，其中石墨烯片鋪設(shè)在基底材料上，使這種電子病癥小化。六角形氮化硼（h-BN）通常用于此目的。

但現(xiàn)在，澳大利亞FLEET研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，在蒙納士大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中生長的三銻酸鈉（Na3Bi）與高質(zhì)量的石墨烯/ h-BN樣具有電子光滑性。

蒙納士物理與天文學(xué)院的首席研究員Mark Edmonds博士說，這是項(xiàng)成就。 “這是以這種方式測量3D Dirac材料，”Edmonds博士說。 “我們很高興能在這種材料中找到如此高度的電子光滑度。”

這發(fā)現(xiàn)對于推進(jìn)這種新拓?fù)洳牧系难芯恐陵P(guān)重要，這種材料可廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域。埃德蒙茲博士說：“我們無法知道有多少研究領(lǐng)域可以開放?！?“石墨烯/ h-BN的相同發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充研究。”

隨著Na3Bi電子光滑度的展現(xiàn)，其他研究可能性開啟了。自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，對石墨烯中電子的相對論（高遷移率）流動(dòng)進(jìn)行了大量研究。通過這項(xiàng)新研究，可以預(yù)期對Na3Bi進(jìn)行類似的研究。

與石墨烯相比，Na3Bi具有許多有趣的優(yōu)點(diǎn)。

除了避免雙層石墨烯/ h-BN器件中涉及的困難構(gòu)造方法之外，Na3Bi可以在毫米級(jí)或更大規(guī)模上生長。目前，石墨烯-h-BN僅限于幾微米。

重要優(yōu)勢是可以使用Na3Bi作為晶體管的導(dǎo)電通道 - 建立在拓?fù)浣^緣體科學(xué)基礎(chǔ)上的晶體管。

后續(xù)步驟和拓?fù)渚w管

“發(fā)現(xiàn)電子光滑，薄薄的TDS薄膜是邁向可切換拓?fù)渚w管，”FLEET主任Michael Fuhrer教授說。

“石墨烯是導(dǎo)體，但不能'關(guān)閉'或控制，”Fuhrer教授說。 “拓?fù)洳牧?，如Na3Bi，可以通過施加電壓或磁場從傳統(tǒng)絕緣體轉(zhuǎn)換為拓?fù)浣^緣體?！?/p>

拓?fù)浣^緣體是新型材料，在其內(nèi)部表現(xiàn)為電絕緣體，但可沿其邊緣傳輸電流。與傳統(tǒng)電路徑不同，這種拓?fù)溥吘壜窂娇梢猿休d具有接近零能量耗散的電流，這意味著拓?fù)渚w管可以在不燃燒能量的情況下切換。

拓?fù)洳牧现Z貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中得到認(rèn)可。

拓?fù)渚w管將“切換”，就像傳統(tǒng)的晶體管樣。柵極電位的施加將使Na3Bi溝道中的邊緣路徑在拓?fù)浣^緣體（“on”）和傳統(tǒng)絕緣體（“off”）之間切換。