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面向下一代电子器件的技术进步，关键在于实现更快速开关与更低能耗。由于器件运行速度从根本上受限于构成材料的本征特性，因此寻找具有先天优越开关性能的材料体系至关重要。本研究提出，以非平庸量子几何特性为特征的半金属体系（包括二次能带接触半金属和奇异平带体系）可成为现代电子器件适用电压下实现超快开关的理想平台。研究表明，在这类量子几何半金属中，施加适度外电场即可瞬时产生电流并迅速达到稳态值。该电流在周期性光脉冲序列作用下表现出快速稳定的开关特性，且在实验可行条件下保持稳健性。在开关速度方面，此类量子几何半金属性能远超传统金属、半导体和石墨烯。研究人员发现，这种行为源自希尔伯特-施密特量子距离调控的带间耦合效应，以及能带接触点处有限态密度的共同作用。该机制进一步建立了对无带隙与有带隙量子几何半金属电导率的普适性分类。通过第一性原理计算，研究团队提出了可实现瞬时电流开关的真实材料平台，包括双层石墨烯、环状石墨烯、单层铋和V3F8等体系，并借助代表性材料的含时密度泛函理论模拟验证了理论预测。