科學家首次展示在集成芯片上實現(xiàn)電磁拓撲絕緣體
與木材、銅或硅不同，拓撲絕緣體(TI)是一種奇特的物質(zhì)狀態(tài)。它表面是導電的，但是整體不導電。這種獨特的材料特性具有重大的科學意義，可用于一系列技術，包括無線通信、雷達和量子信息處理。
近日，圣路易斯華盛頓大學的科學家在一項新研究中，首次展示了在集成芯片上實現(xiàn)電磁拓撲絕緣體。
研究作者Nagulu說：“拓撲絕緣體具有非常有趣的特性，并且它們本身很有用。但是，當它們與非互易特性結(jié)合時，其真正潛力才會顯現(xiàn)出來。”
非互易性確保了電磁(EM)波的單向傳播。此屬性可用于全雙工通信，這是一種允許以有效方式同時使用相同頻率傳輸和接收數(shù)據(jù)的方法，從而使頻譜容量增加一倍。此外，如果波與介質(zhì)內(nèi)的任何畸形或不規(guī)則性接觸，具有非互易特性的TI可防止由于反向散射而導致的信號強度衰減。
該團隊使用精心設計的晶體管，在標準半導體IC上實現(xiàn)非互易性和拓撲絕緣特性，而無需特殊材料或極端條件。
這種微型集成芯片將TI的奇異領域與實際應用相結(jié)合。研究人員演示了如何將可重構(gòu)集成電路應用于新興的5G無線應用，例如多天線全雙工無線通信和多天線脈沖雷達。
該研究論文題為“Chip-scaleFloquettopologicalinsulatorsfor5Gwirelesssystems”，已發(fā)表在NatureElectronics上。
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