这张图展示了麻省理工学院团队基于二维材料设想的一种新型电子设备背后的概念。这个二维材料位于一个分层的“三明治”的中间，在顶部和底部有一层另一种材料氮化硼(灰色显示)。当电场作用于材料时，通过顶部的矩形区域，它会改变中间层(黄色区域)的量子态。这些“开关”区域的边界就像完美的量子线，有可能导致低损耗的新型电子设备。

 

麻省理工学院最新发表的一项研究详细阐述了一项理论分析，该分析表明，一系列二维材料显示出奇异的量子特性，可能使一种新型的纳米电子器件成为可能。天富平台的骗局

 

据预测，这些材料会表现出一种被称为量子自旋霍尔(QSH)效应的现象，属于一类被称为过渡金属二卤代烷的材料，其层厚只有几个原子。本周，麻省理工学院博士后钱晓峰和刘俊伟共同撰写了一篇论文，详细阐述了这些发现。物理系助理教授梁富;以及核科学与工程、材料科学与工程教授李菊。

 

量子sh材料有一个不同寻常的特性:在材料的大部分都是电绝缘体，但在边缘处却具有很高的导电性。许多研究人员相信，这有可能使它们成为一种适合用于新型量子电子设备的材料。

 

但是只有两种具有量子sh特性的材料被合成出来，而且这些材料的潜在应用受到两个严重缺陷的阻碍:它们的带隙太小，导致低信噪比，而带隙是制造晶体管和其他电子器件所必需的特性;现在，麻省理工学院的研究人员表示，他们已经找到了利用二维材料绕过这两种障碍的潜在方法，而这种材料已被用于其他用途。

 

现有的量子sh材料只能在非常低的温度和困难的条件下工作，Fu说，“我们预测的表现出这种效果的材料是广泛使用的。”这些影响可以在相对较高的温度下观察到。”天富平台的骗局

 

“我们在这里发现了一种真正的二维物质，它具有这种[QSH]特性，”李说。“边缘就像完美的量子线。”

 

麻省理工学院的研究人员说，这可能会导致一种新型的低功率量子电子学，以及自旋电子学设备——一种电子的自旋，而不是它们的电荷，被用来携带信息。

 

石墨烯是一种二维、单原子厚度的碳，具有不同寻常的电学和力学性能，一直是许多研究的主题，这导致了对类似二维材料的进一步研究。但直到现在，很少有研究人员检查这些材料可能的QSH效应，麻省理工学院的团队说。“二维材料是一个非常活跃的领域，有很多潜在的应用，”钱先生说——现在这个团队的理论工作表明，至少有六种这样的材料确实具有QSH的特性。

 

麻省理工学院的研究人员研究了被称为过渡金属二卤族化合物的材料，这是一个由过渡金属钼或钨以及非金属碲、硒或硫组成的化合物家族。这些化合物自然形成只有原子厚度的薄片，可以自发地在其晶体结构中形成二聚模式。正是这种点阵二聚作用产生了麻省理工学院研究小组所研究的效应。

 

虽然这项新工作还停留在理论阶段，但该团队根据计算结果设计出了一种新型晶体管。这种晶体管被称为拓扑场效应晶体管(TFET)，其设计是基于一层二维材料，中间夹有两层二维氮化硼。研究人员说，这种设备可以在芯片上以非常高的密度生产，损耗非常低，允许高效率的操作。

 

他们说，通过在材料上施加电场，QSH状态可以被打开和关闭，使许多电子和自旋电子设备成为可能。

 

此外，研究人员说，这是最有可能用于量子计算机的已知材料之一。量子计算通常容易受到干扰——技术上讲，就是相干性的损失——即使是非常小的扰动。但是，李说，拓扑量子计算机“不会因为微小的扰动而失去相干性”。这是量子信息处理的一大优势。”

 

钱云会说，因为已经有很多关于这些二维材料用于其他目的的研究在进行中，其他团队可能会开发出有效制造它们的方法，然后可以应用到新的量子sh电子设备的创造中。