第五百一十九章 零能隙能带

第五百一十九章 零能隙能带 (第2/2页)

顾律他们负责的任务，是消除或减少碳原子的零能隙能带结构对量子比特构造复杂性的影响。
　　
　　何谓零能隙能带，或者说，零能隙能带产生的原因是什么？
　　
　　这是因为单个自由原子的电子占据了原子轨道，形成一个分立的能级结构。如果几个原子集合成分子，他们的原子轨道发生类似于耦合振荡的分离。这会产生与原子数量成比例的分子轨道。
　　
　　而当大量的原子集合成固体时，轨道数量急剧增多，轨道相互间的能量的差别变的非常小。但是，无论多少原子聚集在一起，轨道的能量都不是连续的。
　　
　　这些一条条的轨道，就被称之为‘能隙’。
　　
　　固体材料的导电性能的差别，和‘能隙’有很大的关联。
　　
　　一般常见的金属导体，比如说铜、铁等，因为其传导带与价带之间的“能隙”非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至传导带而导电。
　　
　　绝缘体材料因为能隙很大，无法导电，而半导体材料因为能隙位于两者之前，因此只要在适当的能量激发下，就可以实现导电。
　　
　　可以说，零能隙能带的存在，是石墨烯材料可以实现的导电的重要原因之一。
　　
　　但是……
　　
　　有一个问题摆在顾律的面前。
　　
　　那就是石墨烯半导体材料零能隙能带的大小。
　　
　　正常情况下，石墨烯材料的零能隙能带大概为2.5电子伏特左右。
　　
　　不过，想要实现量子比特构造的简单话，2.5电子伏特这个数字有显得太小了。
　　
　　为了避免量子比特刚巧出现在零能隙能带上，从而使得量子比特构造的设计变得更加复杂，零能隙能带的数值要尽可能的大！
　　
　　比如说，让石墨烯的零能隙能带提高到5电子伏特，就可以极大程度上减少零能隙能带存在对于量子比特构造的影响。
　　
　　但是，这样的话又有另一个问题摆在顾律面前。
　　
　　增大石墨烯零能隙能带的数值，的确可以实现量子比特结构的简单话，这一点错没有，但顾律显然不能这样做。
　　
　　因为一旦提高石墨烯零能隙能带的大小，尤其是将零能隙能带由2.5电子伏特提高到5电子伏特的话，这显然会使得石墨烯从“半导体”变为“绝缘体”。
　　
　　前面提高过。
　　
　　零能隙能带一旦过大，材料中的电子就很难跳跃至传到带。
　　
　　电子无法跳跃到传到带，那石墨烯材料就失去了导电性。
　　
　　摆在顾律面前的就是这样一个问题。
　　
　　零能隙能带不能太小，太小的话会让量子比特的构造设计变得异常复杂。
　　
　　但零能隙能带同样不能太大，太大的话，电子无法跳跃，石墨烯材料失去导电性。
　　
　　乍看起来，这和顾律等人在前面那个净核自旋影响课题上遇到的情况差不多。
　　
　　但和那个课题不同的是，这一次，在这明显矛盾的两点中，并没有平衡点可以让顾律去寻找。
　　
　　顾律只能通过某种别的方式，在保证量子比特构造简单化的同时，还依旧保持石墨烯材料本身的导电性。