1月18日，德累斯頓和維爾茨堡的量子物理學(xué)家們?nèi)〉昧孙@著的科技突破。他們研發(fā)出一種半導(dǎo)體器件，其卓越的魯棒性和敏感度得益于一種量子現(xiàn)象——拓?fù)浔Ｗo(hù)作用，能夠免受外部干擾，實(shí)現(xiàn)前所未有的精準(zhǔn)測量功能。

這項(xiàng)成就來源于他們對鋁鎵砷（AlGaAs）材料接觸點(diǎn)精巧的布局方式，極大地提升了量子模塊在拓?fù)湮锢韺W(xué)中的應(yīng)用潛力，使這些材料成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。這一結(jié)果已在《Nature Physics》雜志上發(fā)表，標(biāo)志著重大里程碑。

半導(dǎo)體器件的拓?fù)洮F(xiàn)象

半導(dǎo)體器件是一種控制現(xiàn)代電子設(shè)備中電子流動(dòng)的微小開關(guān)元件。它們廣泛應(yīng)用于諸如手機(jī)、筆記本電腦、汽車傳感器以及最先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備等高科技產(chǎn)品中。然而，材料雜質(zhì)或溫度變化都可能擾動(dòng)電子流動(dòng)，導(dǎo)致器件不穩(wěn)定。

但現(xiàn)在，維爾茨堡-德累斯頓量子物質(zhì)復(fù)雜性與拓?fù)涮匦宰吭铰?lián)盟（ct.qmat）的理論與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家共同開發(fā)了一種基于鋁鎵砷（AlGaAs）的半導(dǎo)體器件。該器件中原本易受干擾的電流流動(dòng)，現(xiàn)在被一個(gè)拓?fù)淞孔蝇F(xiàn)象所保護(hù)。

德累斯頓固態(tài)與材料研究所的理論固態(tài)物理學(xué)教授、IFW機(jī)構(gòu)主任以及ct.qmat主要研究員Jeroen van den Brink教授解釋說：“得益于拓?fù)淦つw效應(yīng)，量子半導(dǎo)體上不同接觸點(diǎn)之間的電流不受雜質(zhì)或其他外部擾動(dòng)影響。這使得拓?fù)淦骷Π雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的吸引力日益增強(qiáng)。它們可以消除目前電子制造成本居高不下的一個(gè)主要因素——對材料極高純度的需求。”

以其出色魯棒性著稱的拓?fù)淞孔硬牧希浅＿m用于功率密集型應(yīng)用場景。“我們的量子半導(dǎo)體既穩(wěn)定又精確——這是一種罕見的組合。這使我們的拓?fù)淦骷蔀閭鞲衅鞴こ绦骂I(lǐng)域令人激動(dòng)的選擇。”