埃姆斯实验室 学分:艾姆斯实验室 美国科学家
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能源部艾姆斯实验室和布鲁克海文国家实验室以及阿拉巴马大学伯明翰分校的合作者发现了一种新的光感应开关，这种开关可以扭曲材料的晶格，开启一种几乎没有耗散的巨大电子流
这一发现是在一类拓扑材料中发现的，这类材料对自旋电子学、拓扑效应晶体管和量子计算有很大的希望
Weyl和Dirac半金属可以利用晶格中的独特状态和材料的电子结构来保护电子，从而具有奇异的、几乎无耗散的电子传导特性
这些受对称性和拓扑保护的异常电子传输通道通常不会出现在铜等传统金属中
仅仅在理论物理的背景下描述了几十年之后，人们对制造、探索、改进和控制它们的拓扑保护的电子特性以用于器件应用的兴趣越来越大
例如，量子计算的大规模应用需要构建保护脆弱量子态免受杂质和噪声环境影响的设备
实现这一点的一种方法是通过拓扑量子计算的发展，其中量子位基于“对称保护”的无耗散电流，不受噪声的影响
艾姆斯实验室的高级科学家、爱荷华州立大学物理学教授王继刚说:“光诱导晶格扭曲或声子开关可以控制晶体反转对称性，并以非常小的电阻光生巨电流。”
“这种新的控制原理不需要静态电场或磁场，速度更快，能源成本更低
" 这一发现可以扩展到基于手征物理和无耗散能量传输的新的量子计算原理，它可以运行更快的速度、更低的能量成本和更高的工作温度
艾姆斯实验室的科学家、该论文的第一作者罗亮说
王、罗和他们的同事完成了这项工作，他们使用太赫兹(每秒1万亿个周期)激光光谱学来检查和推动这些材料，以揭示其特性的对称性转换机制
在这个实验中，研究小组改变了材料电子结构的对称性，使用激光脉冲扭曲晶体的晶格排列
这种光开关使材料中的“威尔点”成为可能，使电子表现为无质量的粒子，可以携带所追求的受保护的低耗散电流
伯明翰阿拉巴马大学物理学教授兼主席伊利亚斯·佩拉基斯说:“我们通过驱动原子围绕其平衡位置的周期性运动来打破晶体反离子对称性，从而实现了这种巨大的无耗散电流。”
“这种光诱导的Weyl半金属输运和拓扑控制原理似乎是通用的，在未来高速低能耗的量子计算和电子学的发展中将非常有用
" 布鲁克海文国家实验室高级能源材料小组组长黎蔷说:“我们到目前为止缺乏的是一种低能量和快速的开关来诱导和控制这些材料的对称性。”
“我们发现了一个光对称开关，这为携带无耗散电子流打开了一个迷人的机会，这是一种拓扑保护状态，当遇到材料中的缺陷和杂质时，不会减弱或减慢
" 发表在《自然材料》杂志上的论文《光诱导声子对称开关和ZrTe5中的无巨耗散拓扑光电流》进一步讨论了这一研究
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