在量子计算领域，每个量子单元（量子比特）可以以量子叠加态来存储二进制信息。量子计算的最大障碍是量子比特本身，如何保证量子逻辑单元不受外部环境的影响，一直以来都是一项重要的科学挑战。
物理学家预测，三维拓扑绝缘材料可能是一种较好的候选量子材料，这种材料既有内部绝缘层，也有导电的金属顶部和底部表面层，研究人员预计这类材料能够抵御外部环境影响，避免量子信息的丢失，不过这一预测很少在实验中得到测试。
美国犹他大学研究发现，事实上，当这种三维拓扑绝缘材料的绝缘层薄至16个五元原子层时，其顶部和底部的金属表面就开始相互影响并破坏其金属性质，这表明作为量子计算材料的拓扑绝缘体存在新的局限性，未来人们在开展此类材料研究时，必须了解其极限厚度。
犹他大学的研究人员将几种材料堆叠成松散的三明治结构，以此构成三维拓扑绝缘体器件。其中核心层是用几个五层硒化铋锑碲（Bi2-xSbxTe3-ySey）构成的拓扑绝缘体，核心层外侧是少许几层氮化硼，然后由两层石墨层作为上表层和下表层。
研究人员将这种拓扑绝缘体器件暴露在强磁场中，将绝缘层厚度从100nm开始递减并逐渐减至10nm，其观察结果发现，导电层表面的电流图案随着厚度减少而逐渐扭曲，至16nm开始，表面不再导电。
中科院武汉文献情报中心供稿
