物理所一維光學超晶格系統的拓撲性質研究取得進展
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絕緣體，而其表面態則為沒有能隙的金屬態。由于其在自旋電子學和量子計算等領域的潛在應用，拓撲絕緣體的研究近年來吸引了來自物理學不同領域的極大關注和研究。拓撲絕緣體通常被認為只在二維和三維系統里才會出現。一個有意思的問題是：這樣的系統是否能在維度更低的一維體系中得以實現呢？ 最近，中科院物理研究所／北京凝聚態物理國家實驗室（籌）陳澍研究員和博士生郎利君及博士后蔡小明在一維光學超晶格系統的拓撲性質研究方面取得進展。他們研究了周期調制的一維光學超晶格費米系統，發現了在一維的準周期光晶格系統里存在邊界態和拓撲相。這樣的系統也具有類似蝴蝶形狀的Hofstadter譜。當費米能級位于能隙中時，超光晶格里的費米系統是一個拓撲絕緣體，可以用一個非零的拓撲不變量來刻畫。這樣一個一維體系具有非平庸的拓撲性質的內在原因在于它同二維的格點量子霍爾系統有著內在的聯系，他們......閱讀全文
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
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
新發現：拓撲晶體的絕緣體態
拓撲晶體絕緣體（TCI）是一類受晶體對稱性保護的非平庸拓撲態。在保持時間反演對稱性的體系中，理論上已預言了三種類型的TCI，分別受到鏡面、滑移面和旋轉對稱性保護。角分辨光電子能譜（ARPES）實驗已證實了鏡面對稱性保護TCI材料SnTe，并在KHgSb中觀測到滑移面保護TCI態的部分實驗證據。2
首次在磁性拓撲絕緣體中觀測到清晰的拓撲表面態
近十幾年來，拓撲絕緣體已經成為凝聚態物理領域的一個重要研究方向。對于Z2拓撲絕緣體，其拓撲性質受到時間反演對稱性的保護。如果將Z2拓撲絕緣體的時間反演對稱性破壞，會形成一類新的拓撲態，即磁性拓撲絕緣體。磁性拓撲絕緣體可以表現出一系列新奇的物理性質，例如量子反常霍爾效應、手性馬約拉納費米子、軸子絕
科學家實現新型聲學拓撲絕緣體
近日，中國科學院聲學研究所噪聲與振動重點實驗室副研究員賈晗與華中科技大學物理學院副教授祝雪豐等合作的研究“反常弗洛奎型聲學拓撲絕緣體的實驗論證”在《自然—通訊》上在線發表。 拓撲絕緣體是一類不同于金屬和絕緣體的全新物態，其內部為絕緣體但表面卻能導電，且該表面導電性源自材料的內稟性質，不受雜質和
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
中國科大揭示二維層狀拓撲絕緣體材料的螺旋生長機理
最近，中國科學技術大學微尺度物質科學國家實驗室和化學與材料科學學院教授曾杰研究組在拓撲絕緣體二維層狀納米材料Bi2Se3的結構設計、合成與生長機理研究方面取得新進展。研究人員對Bi2Se3晶體的成核及生長進行了動力學調控，通過引入螺旋位錯首次實現了二維層狀材料的螺旋生長，將材料由分立的層狀轉變成
首個光學拓撲絕緣體研制成功
據物理學家組織網近日報道，以色列和德國科學家攜手合作，成功研制出首個光學拓撲絕緣體，這種新設備通過一種獨特的“波導”網格，為光的傳輸護航，可減少傳輸過程中的散射。科學家們表示，最新研究對光學工業的發展大有裨益。研究發表在最新一期的《自然》雜志上。 隨著計算機的運行速度不斷加快以及芯片變得越
物理所預言立方對稱性破缺下的新型拓撲絕緣體材料
拓撲絕緣體已成為材料研究領域中的“明星”，吸引著眾多科學家的目光，理論和實驗兩方面的研究工作進展都極為迅速。拓撲絕緣體是一種新奇的量子物態，具有絕緣體和導體雙重特性，通過引入超導序和鐵磁序，拓撲絕緣體可能在量子計算機和自旋電子學等領域有著潛在的廣泛應用。然而，要實現這些應用，首先
科學家實現聲二階拓撲絕緣體
日前，南京大學教授盧明輝、陳延峰團隊與蘇州大學教授蔣建華團隊合作，在聲子晶體中發現二階拓撲相和多維拓撲相變，相關研究成果近日在線發表于《自然-物理》。 研究人員在空氣聲系統中首次觀測到不同空間維度的拓撲相變，并利用多維度的拓撲相和拓撲相變實現了二階拓撲絕緣體，揭示了高階拓撲相形成的新機制。
自然界中存在天然形成的拓撲絕緣體
據《自然》網站3月8日報道，最近，德國馬克斯·普朗克研究院固體研究所科學家發現，自然界中也存在天然形成的拓撲絕緣體，而且比人工合成的更純凈。這一發現對建造自旋電子設備具有促進作用，并有助于設計開發用電子自旋來編碼信息的量子計算機。研究結果發表在最近出版的《納米快報》上。 拓撲絕緣體是一種奇
單元素二維拓撲絕緣體鍺烯面世
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/5/500858.shtm荷蘭科學家研制出了首個由單元素組成的二維（2D）拓撲絕緣體鍺烯，其僅由鍺原子組成，還具有在“開”和“關”狀態之間切換的獨特能力，這一點類似晶體管，有望催生更節能的電子產品。相關研究刊發
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
新技術使用激光探索拓撲絕緣體中的電子行為
美國能源部國家加速器實驗室和斯坦福大學的研究人員開發了新的方法，以探測拓撲絕緣體中的強場物理學：使用中紅外激光穿過三維拓撲絕緣體（Bi2Se3）來激發高次諧波產生（HHG），并分析被轉換至更高能量和頻率的出射光。所得諧波呈現隨激光場橢圓率增加而單調下降的特征，表面貢獻表現出高度非平凡的依賴性
物理所成功預言一類新拓撲絕緣體
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）姚裕貴研究組與美國橡樹嶺國家實驗室的肖笛、張振宇研究組等合作，成功預言了一類新的拓撲絕緣體。 拓撲絕緣體作為一種新奇的量子物態，自問世以來就受到了廣泛的關注。與普通絕緣體相比，拓撲絕緣體同時具有絕緣體和導體雙重性，即在塊
拓撲絕緣體中電流的高效轉換機制被發現
意大利國家研究委員會微電子與微系統研究所（CNR-IMM）開展了一項研究，發現在硅襯底上拓撲生長的絕緣體——碲化銻（Sb2Te3）中，純自旋電流和“傳統”電流之間的轉換效率很高。相關成果發表在《Advanced Functional Materials》《Advanced Materials I
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
上海微系統所揭示拓撲絕緣體的鐵磁性形成機理
近期，中國科學院上海微系統與信息技術研究所超導實驗室原位電子結構方向組，通過使用基于同步輻射光源的軟X射線磁性圓二色性能譜和光電子能譜，結合第一性原理計算，首次揭示了具有量子反常霍爾效應的鐵磁性拓撲絕緣體中的鐵磁性形成機理。該項研究成果為尋找具有更高溫度的量子反常霍爾體系、研發新一代超低能耗量子
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
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
高壓誘導拓撲絕緣體碲化鉍超導性研究取得新進展
最近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）超導國家重點實驗室趙忠賢院士、孫力玲研究員及博士研究生張超等與周興江研究員及博士生陳朝宇合作，利用自主研制的先進的低溫－高壓－磁場綜合測量系統，對拓撲絕緣體Bi2Te3單晶進行了系統的研究。通過高壓原位磁阻和交流磁化率的雙重測
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
物理所預言新型二維大能隙拓撲絕緣體
眾所周知，二維拓撲絕緣體的體內是絕緣的，而其邊界是無能隙的金屬導電態。且這種金屬態中存在自旋－動量的鎖定關系，相反自旋的電子向相反的方向運動，由于受到時間反演不變性的保護，它們之間的散射是禁止的，因此是自旋輸運的理想“雙向車道”高速公路，可用于新型低能耗高性能自旋電子器件。當前實驗證實的二維拓撲
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
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
物理所在大能隙二維拓撲絕緣體ZrTe5中觀測到拓撲邊界態
眾所周知，二維拓撲絕緣體的體內是絕緣的，而其邊界是無能隙的金屬導電態。且這種金屬態中存在自旋－動量的鎖定關系，相反自旋的電子向相反的方向運動，由于受到時間反演不變性的保護，它們之間的散射是禁止的，因此是自旋輸運的理想“雙向車道”高速公路，可用于新型低能耗高性能自旋電子器件。當前實驗已經確定具有量
硫族化合物三維拓撲絕緣體高壓研究獲進展
拓撲絕緣體是當前凝聚態物理研究的重要量子材料之一。理想的拓撲絕緣體體內為絕緣態，而表面為金屬態，表面電子態受軌道-自旋相互作用和時間反演對稱性的保護。由于具有M2X3（M通常為五族金屬元素Bi或Sb，X為六族非金屬元素Te、Se或S）化學組成的硫族化合物的原子具有相近的電負性，同時又具有斜方六面
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