科技日報北京10月26日電 （記者張佳欣）半導體已經變得無處不在，但它們也有局限性。半導體中會產生激子（電子－空穴對），這意味著能量以熱的形式損失，信息傳輸是有速度限製的。發表在26日《科學》雜誌的論文中，美國哥倫比亞大學化學家團隊描述了迄今為止速度最快、效率最高的半導體：一種名為Re6Se8Cl2的超原子材料。

任ren何he材cai料liao的de原yuan子zi結jie構gou都dou會hui振zhen動dong


，從cong而er產chan生sheng被bei稱cheng為wei聲sheng子zi的de量liang子zi粒li子zi。激ji子zi則ze是shi由you電dian子zi和he空kong穴xue之zhi間jian的de相xiang互hu作zuo用yong引yin起qi的de。聲sheng子zi和he激ji子zi可ke以yi相xiang互hu作zuo用yong

，聲sheng子zi的de反fan作zuo用yong可ke導dao致zhi激ji子zi在zai電dian子zi設she備bei周zhou圍wei攜xie帶dai能neng量liang和he信xin息xi，以yi納na米mi和he飛fei秒miao的de速su度du散san射she，這zhe就jiu帶dai來lai了le能neng量liang損sun失shi。

Re6Se8Cl2中的激子在與聲子接觸時不是散射，而是與聲子結合
，產生新的準粒子


，稱為聲激子－極化子。雖然極化子存在於許多物質中，但Re6Se8Cl2中的極化子有一種特殊的性質：它們能夠進行彈道流動或無散射流動。這種彈道行為可能意味著研製出更快速、更高效的設備。

在該團隊進行的實驗中

，Re6Se8Cl2中的聲激子－極化子的移動速度是矽中電子的兩倍，在不到一納秒的時間內穿過了幾個微米的樣品。考慮到極化子的傳輸壽命可以持續大約11納秒
，該團隊認為聲激子－極化子一次傳輸距離可覆蓋超過25微(wei)米(mi)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)準(zhun)粒(li)子(zi)是(shi)由(you)光(guang)而(er)非(fei)電(dian)流(liu)和(he)門(men)控(kong)控(kong)製(zhi)的(de)
，因(yin)此(ci)理(li)論(lun)設(she)備(bei)的(de)處(chu)理(li)速(su)度(du)有(you)可(ke)能(neng)達(da)到(dao)飛(fei)秒(miao)，這(zhe)比(bi)目(mu)前(qian)的(de)千(qian)兆(zhao)赫(he)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)可(ke)實(shi)現(xian)的(de)納(na)秒(miao)快(kuai)6個數量級，且都是在室溫下進行的。

研究人員表示

，就能量傳輸而言，至少到目前為止，Re6Se8Cl2是已知的最好的半導體。Re6Se8Cl2可被剝離成原子薄片

，這一特征意味著它們可能會與其他類似材料結合起來，出現更多獨特的性質。然而，Re6Se8Cl2不太可能實現商用，因為其分子中的第一種元素——錸是地球上最稀有的元素之一，因此極其昂貴。

接下來的時間裏
，研究人員將利用先進成像技術研究Re6Se8Cl2為何能表現出如此非凡的行為。