科大研究发现食盐带角落电荷
2022-02-07 00:00(星岛日报报道)食盐是日常生活的重要调味料,科技大学与东京大学的研究团队近日发表共同研究,证明食盐立方晶体的角落,带有不寻常的分数电荷,即使结构简单的离子化合物,亦或有新颖的拓扑材料特性,为微型量子导体的研发开拓新方向,研究结果已刊载于美国物理学会出版的《物理评论X》。
研究由科大物理系助理教授傅凯骏,夥拍东大教授渡边悠树共同研究,团队发现食盐具有「高阶拓扑性」,即使离子晶体必然是从内至外均一贯绝缘,但食盐立方晶体的角落,带有基本电荷八分之一的有效电荷,即使把食盐,即氯化钠晶体换作氯化银、氟化钾等其他离子晶体结构,晶体的分数角落电荷都不会改变,即具有拓扑学意义上的不平庸性。
傅凯骏指,研究成果显示大量的离子晶体亦具有类似的拓扑特质,可能包括在化学或药物学等领域中广泛应用的化合物,由此延伸研究,有机会带来新的微型量子导体,「更有趣的发现是,原来通过食盐,我们每天都把比电子更小的有效电荷吃进肚里而不自知。」渡边悠树则指,研究带出新兴拓扑材料概念与日常生活中常见物质的关连,结果出乎意料。
物理学家近年发现拓扑材料的电子特性不合常规,内部不导电的材料,在其外围的薄薄一层原子却必然导电,其中二维材料石墨烯,与生活应用最接近,而其他的拓扑特性,一般只能在少数不常见,或难以合成的材料中实现。科大与东大在食盐立方晶体的研究,有助理解结晶体形成与溶解的微观过程。
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