半导体已经变得无处不在,但它们也有局限性。半导体中会产生激子(电子-空穴对),这意味着能量以热的形式损失,信息传输是有速度限制的。发表在26日《科学》杂志的论文中,美国哥伦比亚大学化学家团队描述了迄今为止速度最快、效率最高的半导体:一种名为Re6Se8Cl2的超原子材料。
任何材料的原子结构都会振动,从而产生被称为声子的量子粒子。激子则是由电子和空穴之间的相互作用引起的。声子和激子可以相互作用,声子的反作用可导致激子在电子设备周围携带能量和信息,以纳米和飞秒的速度散射,这就带来了能量损失。
Re6Se8Cl2中的激子在与声子接触时不是散射,而是与声子结合,产生新的准粒子,称为声激子-极化子。虽然极化子存在于许多物质中,但Re6Se8Cl2中的极化子有一种特殊的性质:它们能够进行弹道流动或无散射流动。这种弹道行为可能意味着研制出更快速、更高效的设备。