厦门大学研制出拓扑自旋固态光源芯片

2016年，冷门的“拓扑”折桂诺贝尔物理学奖，一时间“拓扑”和洞洞的故事传遍世界。

那天，评委会成员拿出了一袋面包来解释拓扑：分别是没有洞的肉桂面包、一个洞的包圈和两个洞的椒盐蝴蝶卷。“这几种面包结构是完全不一样的，你可以弯曲它、挤压它，但无论如何，除非你动手撕开，否则无法改变面包的洞洞数量。”

放眼全球，有关“拓扑”的研究，从来没有停止过。

当外行人还在试图弄明白“拓扑”是什么时，厦门大学半导体研究团队已经开始尝试将“拓扑”延伸到新的应用领域。

北京时间13日晚，该团队康俊勇教授、张荣教授、吴雅苹教授为共同通讯作者，吴雪峰、李煦、康闻宇为共同第一作者在《自然－电子学》期刊上发表成果，提出轨道调控的拓扑自旋保护新原理，首次生长出室温零场下本征稳定、长程有序的磁半子（一种具有涡旋磁结构的拓扑准粒子，英文名为Meron）晶格，并成功研制拓扑自旋固态光源芯片（T－LED）。

拓扑自旋固态光源芯片示意图

对于学术界而言，这一成果首次实现了从拓扑保护准粒子到费米子乃至玻色子的手性传递，开创了量子态操控和传输的新路径。

一条新的芯片开发道路

半导体芯片，是新一代信息技术的核心，是衡量一个国家科技实力和创新能力的重要指标。

其中，光子芯片计算速度快，是电子芯片的1000倍，它不需要高端光刻机，在我国，使用已有的原材料和设备就可以生产。

光子芯片的独特性，在保密通信方面可窥见一二。信封滴蜡盖上火印，也防不住有人读完再复原；用电磁波传递信息，“音量”再低也防不住窃听。处于量子态的粒子具有“自我毁灭”的特性，任何级别的窃听、拷贝都会破坏、彻底改变它，让使用者知晓。