與木材、銅或硅不同，拓?fù)浣^緣體 是一種奇特的物質(zhì)狀態(tài)。它表面是導(dǎo)電的，但是整體不導(dǎo)電。這種獨(dú)特的材料特性具有重大的科學(xué)意義，可用于一系列技術(shù)，包括無線通信、雷達(dá)和量子信息處理。

近日，圣路易斯華盛頓大學(xué)的科學(xué)家在一項(xiàng)新研究中，首次展示了在集成芯片上實(shí)現(xiàn)電磁拓?fù)浣^緣體。

研究作者Nagulu說:拓?fù)浣^緣體具有非常有趣的特性，并且它們本身很有用。但是，當(dāng)它們與非互易特性結(jié)合時(shí)，其真正潛力才會(huì)顯現(xiàn)出來。

非互易性確保了電磁 波的單向傳播。此屬性可用于全雙工通信，這是一種允許以有效方式同時(shí)使用相同頻率傳輸和接收數(shù)據(jù)的方法，從而使頻譜容量增加一倍。此外，如果波與介質(zhì)內(nèi)的任何畸形或不規(guī)則性接觸，具有非互易特性的 TI 可防止由于反向散射而導(dǎo)致的信號(hào)強(qiáng)度衰減。

該團(tuán)隊(duì)使用精心設(shè)計(jì)的晶體管，在標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體 IC 上實(shí)現(xiàn)非互易性和拓?fù)浣^緣特性，而無需特殊材料或極端條件。

這種微型集成芯片將 TI 的奇異領(lǐng)域與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。研究人員演示了如何將可重構(gòu)集成電路應(yīng)用于新興的 5G 無線應(yīng)用，例如多天線全雙工無線通信和多天線脈沖雷達(dá)。

該研究論文題為Chip-scale Floquet topological insulators for 5G wireless systems，已發(fā)表在Nature Electronics上。

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