香港科技大學 |研究發現食鹽帶角落電荷
2022-02-07
食鹽 是日常生活的重要調味料，科技大學與東京大學的研究團隊近日發表共同研究，證明食鹽立方晶體的角落，帶有不尋常的分數電荷，即使結構簡單的離子化合物，亦或有新穎的拓撲材料特性，為微型量子導體的研發開拓新方向，研究結果已刊載於美國物理學會出版的《物理評論X》。
研究由科大物理系助理教授傅凱駿，夥拍東大教授渡邊悠樹共同研究，團隊發現食鹽具有「高階拓撲性」，即使離子晶體必然是從內至外均一貫絕緣，但食鹽立方晶體的角落，帶有基本電荷八分之一的有效電荷，即使把食鹽，即氯化鈉晶體換作氯化銀、氟化鉀等其他離子晶體結構，晶體的分數角落電荷都不會改變，即具有拓撲學意義上的不平庸性。
傅凱駿指，研究成果顯示大量的離子晶體亦具有類似的拓撲特質，可能包括在化學或藥物學等領域中廣泛應用的化合物，由此延伸研究，有機會帶來新的微型量子導體，「更有趣的發現是，原來通過食鹽，我們每天都把比電子更小的有效電荷吃進肚裏而不自知。」渡邊悠樹則指，研究帶出新興拓撲材料概念與日常生活中常見物質的關連，結果出乎意料。
物理學家近年發現拓撲材料的電子特性不合常規，內部不導電的材料，在其外圍的薄薄一層原子卻必然導電，其中二維材料石墨烯，與生活應用最接近，而其他的拓撲特性，一般只能在少數不常見，或難以合成的材料中實現。科大與東大在食鹽立方晶體的研究，有助理解結晶體形成與溶解的微觀過程。
星島日報授權轉載
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