奈米級拓樸絕緣體　光電與輻射技術新結合

編譯／高晟鈞

相信近年來，在材料科學與半導體的交叉領域中，「拓樸」這個詞常常進入大眾的視野當中。而究竟什麼是拓樸呢？

要解釋拓樸的概念總是十分抽象。拓樸是指空間內在連續變化下（拉伸或彎曲，但不包括撕裂、刺孔或是黏合）下維持不變的性質。譬如一個二維球面放在三維來看，不管被拉扯或扭曲，內外部空間總是不相通的；但在刺一個小洞後，內外空間就會相通。

前幾年前發現的拓樸絕緣體便是拓樸材料的一種。它整體是一個絕緣體，但在材料表面、邊界上卻是導體，而且電子的自旋落於材料表面上且與電子運動方向垂直（攜帶自旋流）。

近期，由臥龍岡大學的研究人員領銜，利用澳洲核科學技術組織（ANSTO）的技術開發了一種工藝，可以為先進的電子電路設計奈米級導電通道陣列。

研究員David Cortie與其團隊，使用了聚焦離子光束儀器在不同頻率下使用低能量（5-30KEv）鎵離子在材料薄片上蝕刻圖案，並且結合各種形式的光刻技術與離子束，實現奈米維度上的拓樸絕緣體。

研究人員在不同溫度下用三種類型的介面進行的離子輻射，改變了原子結構核電子特性，包括了數種不同類型的材料，從輕氣體到金屬目標都有，例如：碲化銻、碲化鉍和硒化鉍等等。

非晶體和準晶體拓樸絕緣體的問題，在該領域引起了極大的關注。而這項研究提供了一些初步實驗，提供一條有用的途徑，利用離子束與光刻技術的結合，為拓樸電子學開啟一個新的研究方向。

資料來源:TechXplore

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