科學研究顯示，在我們的日常科技運用中，我們大多都是依賴于半導體材料，通常是矽。這些材料極為有用，但也存在一些局限性。其中一個困擾人們的問題在于能量傳輸的速度，而現在，這個問題或許已經被解決了，因為一種特殊的超原子半導體已經誕生，使它成為迄今為止在能量傳輸方面最優秀的半導體。
就像在半導體中，電子可以從一個自由位置跳至另一個自由位置，這在技術上被稱為空穴。電子可以單獨移動，也可以與空穴一起移動。在後一種狀态中，它們構成一種準粒子，稱為激子，它們的行為就像是實際的粒子，但實際上隻是一種奇特的互相作用。這就好比是激子是一顆上了蠟的滑雪闆，而空穴就好比是滑雪者，它們一起滑行，構成了一種有趣的雪上交響樂。
在半導體中，并不隻有激子，材料中的自然振動也可以用準粒子來描述，這些準粒子被稱為聲子。當它們與激子互相作用時，會散射它們，釋放熱量并減小資訊和能量通過半導體傳輸的最大速度。就好比在交通擁堵的街道上，汽車一旦受到散射，速度就會減慢，資訊的傳遞就會受阻。
然而，現在出現了一種新材料，它由铼、硒和氯制成，化學式為Re6Se8Cl2。在這種材料中，聲子和激子之間發生了一些奇怪的事情。與其發生散射，它們合并成了一種新的準粒子：聲子激子極化子。這種新的準粒子使資訊和能量的傳輸速度是矽中電子移動速度的兩倍。這不僅僅是運動速度，還包括處理速度，而且這些準粒子是由光來控制的，而不是電流，是以處理速度有可能比目前的半導體快上百萬倍。并且不需要将其冷卻到極低的溫度以産生這些量子效應。
“就能量傳輸而言，Re6Se8Cl2是我們目前所知的最優秀的半導體，至少目前是這樣，”哥倫比亞大學化學教授米蘭·德洛爾在一份聲明中如是說。
在發現了Re6Se8Cl2這種驚人且意想不到的性質後，研究團隊現在緻力于了解為什麼這種聲子激子極化子會出現在這種材料中。了解這一點對尋找更好的半導體至關重要。
铼是地球上最稀有的元素之一，是以這種半導體的商業适用性是不存在的，除非我們突然在某個地方找到了很多铼。但這種性質存在于這種材料中，這表明它可能也存在于其他地方。在更便宜的材料中。
，“這是唯一一個有人看到在室溫下持續産生的聲子輸運的材料。但現在我們可以開始預測其他可能具有這種行為的材料，這些材料以前我們隻是沒考慮過，”德洛爾說。“在那裡有一整個家庭的超原子和其他二維半導體材料，具有有利于聲子極化子形成的性質。”
這項研究發表在《科學》雜志上。 ✨