研究人员说，在相变材料中发现“无质量”电子可以为我们带来更快的电子设备。

 相变材料由于其两相之间在光学和电学性质上的对比而引起了研究人员的极大关注。 它们的原子结构从非晶态转变为结晶态，并在加热和冷却时又返回，这使其对于需要不断写入和重写信息的电子设备很有用。

现在，广岛大学的研究人员说，他们已经在CD和DVD中常用的相变材料中发现了狄拉克电子（即表现为无质量的电子）。人们认为，“无质量”电子的发现可能导致更快的电子设备。

    石墨烯的“ 3D模拟”  

所讨论的材料是GeSb2Te4，一种拓扑上不重要的相变化合物，通常用作相变光盘中的存储材料。它的独特之处在于其结晶相具有狄拉克电子，其行为类似于  “石墨烯的3D类似物” 。

研究人员解释说，非晶相表现出具有大电阻率的半导体行为。相反，结晶相的行为类似于具有较低电阻率的金属。

 左侧是GeSb2Te4混合晶体相的晶体结构。中心图像描绘了“晶体GeSb2Te4的角度分辨光发射光谱”。右侧图像显示了晶体GeSb2Te4的能带结构示意图。图片由广岛大学木村晃男友提供

 尽管石墨烯已经被广泛用作高速导体，但它在电子设备中也有一些缺点。 但是，研究人员说，  GeSb2Te4是一种效率更高的材料，兼具速度和灵活性。 而且，由于每个相都有各自的可逆特性，因此可以用于信息重复多次的电子设备中。

    硫属化物相变材料  

 研究人员已经充分意识到硫属化物相变材料的光学和电学特性之间的对比。这导致它们在存储设备中的广泛使用。

然而，通过执行自旋，时间和角度分辨光发射光谱，研究小组在实验结果中发现，该材料的结晶相在狄拉克半金属相附近在拓扑上变得不平凡。这导致线性分散的体Dirac状能带穿过费米能级，并负责GeSb2Te4稳定晶相中的电导率。

此外，研究人员发现晶体结构的表面与拓扑绝缘体具有相同的特征，拓扑绝缘体的内部结构是静态的，而表面充当导体。

 作为石墨烯的3D版本，GeSb2Te4将速度与灵活性集成在一起，为下一代电气开关设备铺平了道路。