纳米尺度互连拓扑导体的加速发现
介观与纳米尺度物理
2026-02-27 v1 材料科学
摘要
铜互连在超缩微尺寸下电阻率的急剧上升威胁着集成电路的持续微缩。具有无能隙表面态（费米弧）的拓扑半金属（TSMs）提供了抗局域化的导电通道。在此我们开发了一个高效的计算框架，用于量化由拓扑导体的 Wannier 紧束缚模型导出的纳米线中 0K 表面态透射，该框架能忠实再现相对论密度泛函理论结果。稀疏矩阵技术使得可扩展模拟能够纳入无序和表面粗糙度，从而系统地在尺寸、化学势和输运方向上进行材料筛选。一个包含 3000 个表面透射值的数据集揭示了 TiS、ZrB 以及氮化物 AN（其中 A=(Mo, Ta, W)）作为电导率与铜及基准 TSM NbAs 和 NbP 相当或更高的候选材料。该数据集进一步支持用于快速互连化合物识别的机器学习模型。我们的结果突显了拓扑导体在克服铜缩放极限方面的潜力，并为数据驱动的下一代互连发现提供了路线图。
引用
@article{arxiv.2509.15135,
title = {Accelerated Discovery of Topological Conductors for Nanoscale Interconnects},
author = {Alexander C. Tyner and William Rogers and Po-Hsin Shih and Yi-Hsin Tu and Gengchiau Liang and Hsin Lin and Ching-Tzu Chen and James M. Rondinelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15135},
year = {2026}
}
备注
12 + 111 pages, 6 + 6 figures