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主题 : 超原子半导体创下速度与效率纪录
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楼主 发表于: 10-27  

超原子半导体创下速度与效率纪录

  科技日报北京10月26日电 (记者张佳欣)半导体已经变得无处不在,但它们也有局限性。半导体中会产生激子(电子-空穴对),这意味着能量以热的形式损失,信息传输是有速度限制的。发表在26日《科学》杂志的论文中,美国哥伦比亚大学化学家团队描述了迄今为止速度最快、效率最高的半导体:一种名为Re6Se8Cl2的超原子材料。 *&PgDAQ  
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  任何材料的原子结构都会振动,从而产生被称为声子的量子粒子。激子则是由电子和空穴之间的相互作用引起的。声子和激子可以相互作用,声子的反作用可导致激子在电子设备周围携带能量和信息,以纳米和飞秒的速度散射,这就带来了能量损失。 x!jhWX  
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  Re6Se8Cl2中的激子在与声子接触时不是散射,而是与声子结合,产生新的准粒子,称为声激子-极化子。虽然极化子存在于许多物质中,但Re6Se8Cl2中的极化子有一种特殊的性质:它们能够进行弹道流动或无散射流动。这种弹道行为可能意味着研制出更快速、更高效的设备。 )~n}ieS  
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  在该团队进行的实验中,Re6Se8Cl2中的声激子-极化子的移动速度是硅中电子的两倍,在不到一纳秒的时间内穿过了几个微米的样品。考虑到极化子的传输寿命可以持续大约11纳秒,该团队认为声激子-极化子一次传输距离可覆盖超过25微米。由于这些准粒子是由光而非电流和门控控制的,因此理论设备的处理速度有可能达到飞秒,这比目前的千兆赫电子器件可实现的纳秒快6个数量级,且都是在室温下进行的。 Wm,,OioK  
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  研究人员表示,就能量传输而言,至少到目前为止,Re6Se8Cl2是已知的最好的半导体。Re6Se8Cl2可被剥离成原子薄片,这一特征意味着它们可能会与其他类似材料结合起来,出现更多独特的性质。然而,Re6Se8Cl2不太可能实现商用,因为其分子中的第一种元素——铼是地球上最稀有的元素之一,因此极其昂贵。 B)|s.Ez  
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  接下来的时间里,研究人员将利用先进成像技术研究Re6Se8Cl2为何能表现出如此非凡的行为。
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