蒙纳士大学实验室中发现的三锑酸钠三锑酸三钠的光明前景

在具有接触点的蓝宝石上生长的NABI薄膜，以允许在磁场中低温下的载流子密度和迁移率的电测量。可以制造成与高质量的石墨烯替代品“电子光滑”，同时保持石墨烯的高电子迁移率。

Na3Bi是拓扑狄拉半金属（TDS），被认为是石墨烯的3D等价物，因为它显示出相同的非常高的电子迁移率。

在石墨烯中，如在TDS中，电子以恒定速度移动，与其能量无关。

在用于快速开关电子器件的材料中，这种高电子迁移率是非常需要的。理论上，石墨烯中的电子流速可以是硅中的100倍。

然而，在实践中，由于材料的二维性质，石墨烯的显着电子迁移率存在局限性。

虽然石墨烯本身可以是非常纯净的，但它作为独立材料使用太脆弱，并且必须与另种材料结合。并且因为石墨烯是原子级薄的，所以衬底中的杂质能够在石墨烯内引起电子紊乱。

这种称为“电荷水坑”的微观不均匀性限制了电荷载流子的迁移率。

在实践中，这意味着基于石墨烯的装置必须精心构造，其中石墨烯片铺设在基底材料上，使这种电子病症小化。六角形氮化硼（h-BN）通常用于此目的。

但现在，澳大利亚FLEET研究中心的研究人员发现，在蒙纳士大学实验室中生长的三锑酸钠（Na3Bi）与高质量的石墨烯/ h-BN样具有电子光滑性。

蒙纳士物理与天文学院的首席研究员Mark Edmonds博士说，这是项成就。 “这是以这种方式测量3D Dirac材料，”Edmonds博士说。 “我们很高兴能在这种材料中找到如此高度的电子光滑度。”

这发现对于推进这种新拓扑材料的研究至关重要，这种材料可广泛应用于电子领域。埃德蒙兹博士说：“我们无法知道有多少研究领域可以开放。” “石墨烯/ h-BN的相同发现补充研究。”

随着Na3Bi电子光滑度的展现，其他研究可能性开启了。自从2004年被发现以来，对石墨烯中电子的相对论（高迁移率）流动进行了大量研究。通过这项新研究，可以预期对Na3Bi进行类似的研究。

与石墨烯相比，Na3Bi具有许多有趣的优点。

除了避免双层石墨烯/ h-BN器件中涉及的困难构造方法之外，Na3Bi可以在毫米级或更大规模上生长。目前，石墨烯-h-BN仅限于几微米。

重要优势是可以使用Na3Bi作为晶体管的导电通道 - 建立在拓扑绝缘体科学基础上的晶体管。

后续步骤和拓扑晶体管

“发现电子光滑，薄薄的TDS薄膜是迈向可切换拓扑晶体管，”FLEET主任Michael Fuhrer教授说。

“石墨烯是导体，但不能'关闭'或控制，”Fuhrer教授说。 “拓扑材料，如Na3Bi，可以通过施加电压或磁场从传统绝缘体转换为拓扑绝缘体。”

拓扑绝缘体是新型材料，在其内部表现为电绝缘体，但可沿其边缘传输电流。与传统电路径不同，这种拓扑边缘路径可以承载具有接近零能量耗散的电流，这意味着拓扑晶体管可以在不燃烧能量的情况下切换。

拓扑材料诺贝尔物理学奖中得到认可。

拓扑晶体管将“切换”，就像传统的晶体管样。栅极电位的施加将使Na3Bi沟道中的边缘路径在拓扑绝缘体（“on”）和传统绝缘体（“off”）之间切换。