拓扑绝缘体是什么,有了它手机不用充电了?

发布时间:2016-01-5 阅读量:1176 来源: 我爱方案网 作者: 驿帆

【导读】手机等电子设备的的续航一直以来都是个问题,就连前段时间新出的炫酷悬浮滑板也因为续航问题只能带你飞个六分钟。续航问题是个老大难,不过近日据dailymail报道,中日科学家在拓扑绝缘体上做起了文章,他们发现了一种新的充电方式,可以在在室温下直接产生电流,不仅不需要外部充电,更不会造成能量损耗。

首先,我们要弄明白拓扑绝缘体是什么。

我们在初中物理课本上学过,按照导电性质的不同,材料可分为导体和绝缘体两大类。

拓扑绝缘体是什么,有了它手机不用充电了
 
而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,它还可以进行更细致的划分。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体,从理论上分析,这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型,在费米能处存在着能隙,然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态,因而导致其表面总是金属性的,也就是说,该材料的铁磁特性(或高磁化系数)能够产生电流,更重要的是,它不会造成能量的损失。

拓扑绝缘体是什么,有了它手机不用充电了
 
通俗地来讲,拓扑绝缘体是一种特殊的绝缘体,它的内部和普通的绝缘体一样,不导电,但是在表面,存在着电子跃迁到导带,使表面导电。内部不导电,外部导电。

实际上早在20世纪80年代,科学家就发现了“量子霍尔效应”,在低温和大磁场环境下,电流在不流失能量的情况下实现在边界运动。

而最近的研究显示,科学家采用了铁磁性拓扑绝缘体(如铋锑碲三元化合物)来实现更普适性的应用。

日本广岛大学教授Kimura表示,希望这一成果能应用于室温下,这也是他们选择上述材料进行实验的原因。

充电技术的研发实际上也不是一个新鲜话题了,以色列公司StoreDot在2014年研发了一款超级充电器原型,30秒内能够为手机充满电。它使用了一种名叫Nanodots的技术,内部是由有机纳米晶体构成,这些纳米晶体具有超级能量储存能力,据当时的报道称,此产品将于今年晚些时候问世。

至于我们是否能迎来真正的“快充”甚至是“免充”时代,还请拭目以待。

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