 现在，由日本名古屋大学（日本）牵头的涉及法国艾克斯马赛大学，德国汉堡马克斯普朗克研究所和巴斯克大学（西班牙）的国际研究小组等研究团队已经发布了第一个真正平面stanene样本 ：单层锡（Sn）原子。 Planar stanene可作为一个卓越的高科技电导体使用的材料。 1.什么是拓扑绝缘体？是一种内部绝缘，界面允许电荷移动的材料。  一般来说，物质的相与物质的对称性有着密切的联系。普通的相变意味着对称性的改变。举个简单的例子，水有三种常见的相：冰，液态水，水蒸气。  当温度升到摄氏0度以上时，冰融化成水，水分子在液态水中的分布变得无序，氢键变少。液态水在温度升高至沸腾，或者在常温下蒸发时，便变成水蒸气，氢键基本不存在，水分子的空间分布更加无序和稀少。水蒸气基本上可以看成是各向同性反，满足在所有对称性操作下不变。从冰到水蒸汽，是一个各向异性到各向同性的过度，相变的过程就是对称性改变的过程。 2.为什么拓扑绝缘体表面导电但内部绝缘拓扑绝缘体的内部是绝缘体，然而表面却有被拓扑保护的电子态。这个电子态的维度比内部要低1个维度（比如对一个3维绝缘体，表面电子态就是2维），而且有很多新奇的性质。也正是这些性质，使得它有可能被广泛的应用。  3.新材料拓扑绝缘体将应用解决散热问题随着计算机技术的发展，支配计算机领域长达44年之久的摩尔定律已经逐渐失效。让我们最为担忧的是在摩尔定律之后计算机领域会发生怎样的变革。我们可以通过从根本上改变芯片的涉及、寻找替代硅的新材料或者改变目前的计算框架。  据悉，张首晟对量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体进行了开创性研究，被认为是最有希望获得诺贝尔物理奖的华人科学家之一。  摩尔定律指在价格不变情况下，集成电路上可容纳的元器件数目和性能，每隔18-24个月会提高1倍。但是现在，电子在芯片里的运动，就像一辆辆跑车在集市里行驶，不断地碰撞，产生热量。笔记本电脑放在腿上，时间一长就感觉很烫，这正是电子间碰撞产生的热量，导致摩尔定律将失效。  如何解决这一问题？张首晟提出了“电子高速公路”方案，让电子在一条条“单向车道”上运行。2006年，他提出了“量子自旋霍尔效应”构想：电子自旋轨道与其“公转”轨道神奇“接口”，利用这种特性，科技人员能让芯片里的电子在不同轨道上自旋，就像在不同车道上运行一样。 |
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