“第二類”是在“第一類”的基礎上，通過使傾斜效應占主導而得（見圖3），這把原本對稱的電子流動變得不對稱。之前科學家在石墨烯裡面做的時候，需要用一個很大的力去拉石墨烯薄膜，但對於實踐應用就很難。“你不可能在真正做器件的時候，始終保持這麼大一個薄膜，始終保持一個那麼大的拉力，那怎麼辦呢？所以我們就需要設計一個新的方案，讓這個電子在裡面傳播的時候，更加容易形成一種‘傾斜’。”吳博士續說，電子和聲音有一個類似的地方，即都是通過波來傳播，兩者原理相同。所以，若是利用聲波做實驗，發現能驗證到結論，反推到電子傳播上，也是成立的。
聲學已驗證 操作性更強
於是乎，溫教授團隊利用3D列印的具有周期排列的孔陣的聲學樣品（見圖1），用聲學共振態去模擬電子的行為。“我們在研究過程中發現，我們只要讓電子在同一個方向躍遷的時候，只要讓它們產生兩種不同的躍遷強度，就比如是t1、t2兩種不一樣的躍遷強度，那麼就很容易地得到這種第二類狄拉克錐，也是我們想要的狄拉克錐。”吳博士說，反推到電子上，只要是設計成這樣的方案，類比來說，就是讓兩個電子同時用t0的速度往前跑，即所謂的能帶折叠，再讓它們跑得速度不一樣，一個變小成t1，一個變大成t2，就容易形成一種強烈的“傾斜”效應，就可以得到第二類狄拉克錐。溫教授團隊在聲學樣品裡，成功驗證了這一原理。
溫維佳教授補充道，這個實驗方案較原先給石墨烯加壓力的方案，更加簡易，操作性更強。而本次實驗的成功，為研發一種電阻更小的電子材料奠定基礎。“電阻變小，被消耗掉的能量就變小，你的芯片也就不會那麼容易發熱。換句話說，假設一部手機，你現在充一次電可以用一天，以後如果有了電阻更小的材料，那你就可能充一次電用10天、20天。”據悉，是次溫教授團隊的研究結果，已發布在物理學著名國際期刊《物理評論快報》。 |
