半導體所HgTe半導體量子點研究取得新進展
近年來，拓撲絕緣體材料以其獨特的物性吸引了科學界廣泛的研究關注。這類材料內部是絕緣體，而在邊界或/和表面則顯示出金屬的特性。這種獨特的性質無法按照傳統的材料分類方法來區分。其能帶結構由Z2拓撲不變量來刻畫。目前人們注意力集中在拓撲絕緣體塊材的制備和輸運性質研究方面。相對而言，拓撲絕緣體納米結構的研究則剛剛開始，這對構造新型的電子學器件是十分重要的。由于納米制備技術復雜，因此目前實驗上難于制備高質量的拓撲絕緣體納米結構。 半導體材料HgTe恰巧是一種拓撲絕緣體，并且材料生長和器件制備技術已相當成熟。在國家基金委，中科院創新工程和科技部的支持下，半導體研究所半導體超晶格國家重點實驗室常凱研究員和博士生婁文凱，從理論上提出了一個利用半導體刻蝕技術制備拓撲絕緣體HgTe量子點的方案。 在通常的半導體量子點中，基態中的電子會集中分布在量子點中心。HgTe量子點的電子基態則分布在量子點邊緣附近。這類新的量子態是邊緣態沿量子點邊界量子......閱讀全文
半導體所HgTe半導體量子點研究取得新進展
近年來，拓撲絕緣體材料以其獨特的物性吸引了科學界廣泛的研究關注。這類材料內部是絕緣體，而在邊界或/和表面則顯示出金屬的特性。這種獨特的性質無法按照傳統的材料分類方法來區分。其能帶結構由Z2拓撲不變量來刻畫。目前人們注意力集中在拓撲絕緣體塊材的制備和輸運性質研究方面。相對而言，拓撲絕緣體納米結構的
拓撲絕緣體量子輸運性質研究取得進展
電子-電子相互作用、量子干涉和無序對輸運性質的影響是凝聚態物理研究的重要主題。量子干涉的一階效應包括被廣泛研究的弱局域化和反弱局域化效應，分別對應于正交對稱性和辛對稱性的體系。2004年研究人員發現，對于前者，比如無序足夠強的弱自旋軌道耦合半導體，電子-電子相互作用和量子干涉效應產生的二階量子修正可
拓撲絕緣體量子輸運性質研究取得進展
電子-電子相互作用、量子干涉和無序對輸運性質的影響是凝聚態物理研究的重要主題。量子干涉的一階效應包括被廣泛研究的弱局域化和反弱局域化效應，分別對應于正交對稱性和辛對稱性的體系。2004年研究人員發現，對于前者，比如無序足夠強的弱自旋軌道耦合半導體，電子-電子相互作用和量子干涉效應產生的二階量子修
拓撲絕緣體內奇異量子效應室溫下首現
科技日報北京10月27日電 （記者劉霞）據《自然·材料》雜志10月封面文章，美國科學家在研究一種鉍基拓撲材料時，首次在室溫下觀察到了拓撲絕緣體內的獨特量子效應，有望為下一代量子技術，如能效更高的自旋電子技術的發展奠定基礎，也將加速更高效且更“綠色”量子材料的研發。 拓撲絕緣體是一種特殊的材料，內
半導體所等在拓撲絕緣體研究中獲進展
拓撲絕緣體是目前凝聚態物理的前沿熱點問題之一。它具有獨特的電子結構，它在體內能帶存在能隙，表現出絕緣體的行為；表面或邊界的能帶是線性的無能隙的Dirac錐能譜，因而是金屬態。這種量子物態展現出豐富而新奇的物性，如量子自旋霍爾效應、磁電耦合、量子反常霍爾效應等。由于這種新奇的物性源
拓撲量子計算的各種平臺及最新進展
2021年9月22日，拓撲量子計算進展研討會在北京舉行。這次研討會由中國科學院大學卡弗里理論科學研究所組織，由卡弗里所與中國科學院物理研究所共同舉辦。拓撲量子計算是利用拓撲材料中具有非阿貝爾統計的準粒子構筑量子比特、執行量子計算的研究方案。由于材料的拓撲穩定性，拓撲量子計算有望解決量子比特退相干
拓撲晶態絕緣體碲化錫納米線研究獲得新進展
拓撲絕緣體(Topological Insulator)是一種新奇的物質狀態，它的體相是絕緣態而表面卻是零帶隙的金屬態。尤其它的表面是受拓撲保護的導電態，不受非磁性雜質和晶體缺陷的干擾，因而在無損耗的量子計算和新奇的自旋電子器件等領域具有重要的應用價值。時間反演對稱性保護的三維拓撲絕緣體如B
超高壓下半導體材料可變身拓撲絕緣體
一個由中國吉林大學、美國華盛頓卡內基研究所等單位研究人員組成的國際小組合作，通過對一種半導體施加壓力，將其轉變成了“拓撲絕緣體”(TI)。這是首次用壓力逐漸“調節”一種材料，讓它變成了拓撲絕緣狀態，也為先進電子學應用領域尋找TI材料開辟了新途徑。相關論文在線發表于《物理評論快報》上。 拓撲
強磁場中心拓撲絕緣體量子線研究取得新進展
3月28日，國際期刊《自然》子刊《科學報告》(Scientific Reports)發表中科院強磁場科學中心田明亮研究小組的最新科研成果：單晶碲化鉍Bi2Te3納米線中的一維弱反局域化(One-dimensional weak antilocalization in single-cry
北大拓撲絕緣體納米材料光熱電效應研究獲突破
據北京大學新聞網消息，拓撲絕緣體的材料制備和量子輸運特性是近年來國際研究前沿的一個熱點。在眾多拓撲絕緣體材料中，Bi2Se3是拓撲絕緣體家族中一種重要的三維強拓撲絕緣體。拓撲絕緣體納米結構因其巨大的比表面積和增強的表面電導貢獻非常有利于探索拓撲絕緣體奇異表面態的物理性質和開發拓撲絕緣體在自旋電子
中美科學家在光滑基座上種植出兩類拓撲絕緣體
據物理學家組織網10月14日報道，中美科學家攜手合作，為未來的電子設備研發出一類名為拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊報告稱，他們在一個超高真空腔內，分別在砷化鎵(GaAs)粗糙和光滑的表面，種植出了兩類拓撲絕緣體材料，并對它們輸送電子的能力進行了評估。相關研究發表在最新一期的美國
中美合作團隊在光滑基座上種植出兩類拓撲絕緣體
據物理學家組織網10月14日報道，中美科學家攜手合作，為未來的電子設備研發出一類名為拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊報告稱，他們在一個超高真空腔內，分別在砷化鎵(GaAs)粗糙和光滑的表面，種植出了兩類拓撲絕緣體材料，并對它們輸送電子的能力進行了評估。相關研究發表在最新一期的美國物理聯合會
半導體所等在拓撲激子絕緣體相研究中取得進展
上世紀60年代，諾貝爾獎獲得者Mott提出激子絕緣相，Mott提出考慮庫侖屏蔽效應，在半金屬體系中電子-空穴配對而形成激子，可能會導致體系失穩，從而在半金屬費米面處打開能隙，形成激子絕緣體狀態。但迄今為止，實驗上觀測激子絕緣體相是一個尚未完全解決的關鍵科學問題。激子絕緣體相存在及其玻色-愛因斯坦
半導體所在砷化鎵/鍺中拓撲相研究方面獲重要發現
中國科學院半導體研究所常凱研究組提出利用表面極化電荷在傳統常見半導體材料GaAs/Ge中實現拓撲絕緣體相。通過第一性原理計算和多帶k.p理論成功地證明了GaAs/Ge極化電荷誘導的拓撲絕緣體相，這為拓撲絕緣體的器件應用又向前推進了一步。 拓撲絕緣體是目前凝聚態物理的前沿熱點問題之一。它具有
Science：磁性拓撲絕緣體疇壁上的量子化手性邊緣傳導
對疇壁（DW）構型和運動的控制可以實現磁性和介電材料在微小外部磁場下的非易失響應。東京大學K. Yasuda和Y. Tokura（共同通訊作者）利用磁力顯微鏡尖端設計并制造出在量子反常霍爾態中的磁疇，通過運輸測量證明了沿指定DW手性一維邊緣傳導現象的存在。研究結果可促進低功耗的自旋電子器件的實現
聚焦噪聲免疫，拓撲世界有了“新交規”
，并基于可選擇的準連續鐵電開關，首次提出了噪聲免疫的類腦計算方案。日前，相關研究成果發表于《自然—納米技術》。電子在傳統半導體材料中與拓撲量子材料中的傳輸方式，就如同行駛在雜亂的街道（左）和高速公路上（右）的車輛。課題組供圖半導體芯片中最基本運算單元的工作機制依賴于電子的傳輸。傳統材料中的電子傳輸會
首個室溫拓撲量子模擬器問世
美國倫斯勒理工學院研究人員制造出首個在室溫下運行的強光物質相互作用拓撲量子模擬器，其寬度與人類發絲相當。這一裝置將幫助物理學家研究物質和光的基本性質，支持從醫學到制造業等諸多領域高效激光器的開發。相關論文發表在5月24日的《自然·納米技術》雜志上。研究人員開發的光子拓撲絕緣體（藝術圖）。圖片來源：美
首個室溫拓撲量子模擬器問世－有助研究物質和光的基本性質
美國倫斯勒理工學院研究人員制造出首個在室溫下運行的強光物質相互作用拓撲量子模擬器，其寬度與人類發絲相當。這一裝置將幫助物理學家研究物質和光的基本性質，支持從醫學到制造業等諸多領域高效激光器的開發。相關論文發表在5月24日的《自然·納米技術》雜志上。 這種裝置由一種稱為光子拓撲絕緣體的特殊材料制
磁性拓撲絕緣體中的量子化反常霍爾效應研究取得進展
圖1：量子霍爾效應（左）與量子化反常霍爾效應（右）的比較示意圖 最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室方忠、戴希研究組在無需外磁場的量子霍爾效應研究中取得重要進展。本工作發表在《科學》雜志上【R.Yu,et.al., Science, 3June2010
陳絕緣體內或存在拓撲激子
激子（e）及其空穴（h）相互環繞（藝術圖）。圖片來源：俄克拉荷馬大學科技日報北京8月28日電（記者劉霞）美國俄克拉荷馬大學凝聚態物理學家發表論文稱，陳絕緣體內或許存在一種新型激子——拓撲激子，這些激子有望催生新型量子器件。相關論文發表于最新一期《美國國家科學院院刊》。當電子吸收光并躍遷到更高能級或能
陳絕緣體內或存在拓撲激子
美國俄克拉荷馬大學凝聚態物理學家發表論文稱，陳絕緣體內或許存在一種新型激子——拓撲激子，這些激子有望催生新型量子器件。相關論文發表于最新一期《美國國家科學院院刊》。 當電子吸收光并躍遷到更高能級或能帶時，受激電子會在其先前的能帶中留下一個“電子空穴”。由于電子帶負電荷而空穴帶正電荷，兩者會通過
半導體所常凱研究員來固體所進行學術交流
10月23日，中科院半導體研究所常凱研究員應邀訪問合肥物質科學研究院固體所，并作了題為“自旋軌道耦合系統的奇妙物性”的學術報告。 報告首先介紹了拓撲邊緣態的起源，納米尺度結構中的邊緣態和性質，他重點介紹了在量子點中體系會出現類似回音壁形式的邊緣態,以及電子在石墨烯材料制成的P
繽紛量子點：繪制絢麗納米世界
蒙吉·巴文迪（左）、路易斯·布魯斯（中）和阿列克謝·葉基莫夫（右）因“量子點的發現與合成”榮獲2023年諾貝爾化學獎 一旦物質的大小達到百萬分之一毫米級別，就會產生挑戰人類直覺的奇怪現象——量子效應。 假設一場魔法將我們生活中的一切縮小到納米尺寸，那我們將收獲五光十色的世界：小小的金耳環可能
物理所強關聯拓撲絕緣體電子結構研究取得進展
拓撲絕緣體是近年來凝聚態物理的研究熱點之一。這類材料不同于傳統的“金屬”和“絕緣體”，其體內部為有能隙的絕緣態，其表面則是無能隙的金屬態。這種金屬表面態是由其內在電子結構拓撲性質決定的，受時間反演不變性的保護，因而受缺陷、雜質等外界影響較小。目前，理論上預言的拓撲絕緣體都是半導體材料，電子間的關
拓撲絕緣體常溫常壓下表面態行為研究取得進展
不同于傳統意義上的“金屬”或“絕緣體”，拓撲絕緣體代表一種全新的量子物態：它的體態是有能隙的半導體/絕緣體，表面則表現為沒有能隙的金屬態。這種完全由材料體態電子結構的拓撲性質所決定的表面態，由于受到對稱性的保護，基本不受雜質或無序的影響，因此非常穩定。拓撲絕緣體的研究對探索和發現新的量子現象，以
合肥研究院鉍單晶納米線表面超導研究獲進展
2月10日，國際期刊《納米快報》（Nano Letters）發表了中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研究員田明亮與美國賓夕法尼亞州立大學合作完成的最新科研成果：《鉍單晶納米線中表面超導電性研究》（Surface Superconductivity in Thin Cylindrical
拓撲絕緣體的實驗研究獲系列進展
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）表面物理國家重點實驗室馬旭村研究員領導的研究組與清華大學物理系薛其坤教授領導的研究組合作，在三維拓撲絕緣體薄膜的外延生長、電子結構及有限尺寸效應方面進行研究，取得一系列進展。 ? 拓撲絕緣體是最近幾年發現的一種新的物質形態。
拓撲世界“新交規”！我國學者提出新型類腦計算方案
7日，記者從南京大學獲悉，該校物理學院繆峰教授、梁世軍副教授團隊聯合南京理工大學程斌教授通過構筑特殊堆垛構型的魔角石墨烯器件，觀測到電子型鐵電性與拓撲邊界態的共存，并基于可選擇的準連續鐵電開關，首次提出了噪聲免疫的類腦計算方案，該工作為開發基于拓撲邊界態的新型低功耗電子器件開辟了全新的技術路線。相關
物理所預言硅烯中的量子自旋霍爾效應
最近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）姚裕貴研究員以及博士生劉鋮鋮、馮萬祥采用第一性原理，系統地研究了硅烯的晶體結構、穩定性、能帶拓撲和自旋軌道耦合打開的能隙，預言了在硅烯中可以實現量子自旋霍爾效應。 ? 近幾年來，拓撲絕緣體的研究在世界范圍內飛速發展，并成為凝聚態物理研
物理所等發現拓撲絕緣體電子退相干新機制
固態系統的量子輸運性質與電子的波動性密切相關。在低溫下，電子波能在很長距離上保持相干性，波的干涉帶來了豐富多彩的介觀物理效應，如Aharonov-Bohm效應、Altshuler-Aronov-Spivak效應、普適電導漲落和弱局域化效應等。研究材料中的電子的退相干機制不僅有助于深入理解量子輸運