物理所等在ZrTe5体态能带反转研究中取得进展
拓扑量子材料由于具有奇异的电子性质，在自旋电子学器件和量子计算等领域前景应用广阔，受到人们关注。已知的拓扑量子材料包括拓扑绝缘体、Dirac半金属、拓扑节线半金属和外尔半金属等材料体系。其中，本征的拓扑绝缘体具有拓扑非平庸的绝缘体态以及受时间反演对称性保护的金属表面态。目前，拓扑绝缘体的实验证据大部分来自对金属表面态的测量。作为拓扑绝缘体非平庸体态的特征之一，体态导带和价带能带性质的反转很少被实验直接探测到。理论研究表明，拓扑绝缘体体态能带性质的反转导致由体态导带底和价带顶分别演化而来的两个第零朗道能级在某个临界磁场相交，而对于拓扑平庸的绝缘体，其体态的两个第零朗道能级之间的能量间距随磁场的增加而增大，因此，体态导带和价带的两个第零朗道能级在某个临界磁场相交，是拓扑绝缘体体态导带和价带能带性质反转的重要特征之一。 ZrTe5是兼具一维链状和二维层状结构特点的van der Waals材料。理论预言，该材料的三维晶体为拓扑绝......阅读全文
“量子反常霍尔效应”研究取得重大突破
由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最
中国科大等在二维材料拓扑态研究领域取得系列进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得系列进展。相关成果发表在《自然-纳米技术》、《物理评论快报》和《物理学进展报告》上。 量子反常霍尔效应（即零磁场条件下量子霍尔效应）自石墨烯和拓扑绝缘体发现以来受到了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注，并且
二维超导材料观察磁激发态－为制造量子计算机开辟新途径
二维超导材料上的磁场“纳米星星” 法国和俄罗斯科学家日前在二维超导材料上发现一种特殊的磁场扰动，就像一个个微小的振荡星。这些激发态由掺入超导材料的磁性原子产生，这意味着“于渌—芝巴—鲁西诺夫”状态（YSR态）链不只是理论，在实验中也可以观察到。研究人员称，这一成果或为制造量子计算机开辟新途径。
我国学者提出磁性外尔半金属中“自旋轨道极化子”概念
磁性量子材料的缺陷工程及其局域量子态自旋的调控，有望用于构筑未来实用化的自旋量子器件，是目前凝聚态物理研究的热点领域之一。近年来，基于过渡金属的笼目晶格（kagome lattice）化合物成为揭示和探索包括几何阻挫、关联效应和磁性以及量子电子态的拓扑行为等丰富物理学性质的新颖材料平台。在这些近
研究发现在二维超导材料上观察到磁激发态
法国和俄罗斯科学家日前在二维超导材料上发现一种特殊的磁场扰动，就像一个个微小的振荡星。这些激发态由掺入超导材料的磁性原子产生，这意味着“于渌—芝巴—鲁西诺夫”状态（YSR态）链不只是理论，在实验中也可以观察到。研究人员称，这一成果或为制造量子计算机开辟新途径。 YSR态由中国物理学家于渌和
二维超导材料上观察到磁激发态
法国和俄罗斯科学家日前在二维超导材料上发现一种特殊的磁场扰动，就像一个个微小的振荡星。这些激发态由掺入超导材料的磁性原子产生，这意味着“于渌—芝巴—鲁西诺夫”状态（YSR态）链不只是理论，在实验中也可以观察到。研究人员称，这一成果或为制造量子计算机开辟新途径。 YSR态由中国物理学家于渌和日
国家脉冲强磁场科学中心获多项研究进展
近期，设在华中科技大学的国家脉冲强磁场科学中心在拓扑狄拉克半金属领域取得多项研究进展，成果在《自然•通讯》（Nature Communications）、《物理评论X》（Physical Review X）等国际顶级刊物上相继发表。 拓扑狄拉克半金属是一种全新的拓扑量子材料，其体
科学家找到分数量子反常霍尔效应存在证据
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/509583.shtm9月27日，《物理评论X》发表上海交通大学物理与天文学院副教授李听昕、上海交通大学李政道研究所李政道学者刘晓雪团队与美国田纳西大学张阳团队合作的最新科研成果，他们设计制备出新型转角二碲
国科大等提出新的拓扑量子物态——二维外尔半准金属态
拓扑物态和二维磁性是当前凝聚态物理前沿研究中令人着迷的两大主题，两者结合是否会产生新的量子物态成为人们关注的重要科学问题。最近，中国科学院大学教授苏刚团队与新加坡科技设计大学教授杨声远团队合作回答了这一问题，他们首次提出了一种新的拓扑量子物态——“二维外尔半准金属态（2D Weyl half-s
物理所预言一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应
日前，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）孙庆丰和谢心澄研究员在铁磁石墨烯体系中预言了一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应【PRL，104,066805(2010)】。 近几年来，一种全新的量子物质态――拓扑绝缘体已蓬勃兴起。与传统的绝缘体比较，拓扑绝缘体有
潘建伟等首次在超冷原子体系中观测到任意子激发
记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟教授及其同事苑震生、陈宇翱等人近期在国际上首次通过量子调控的方法，在超冷原子体系中发现了拓扑量子物态中的准粒子——任意子，并证实了任意子的分数统计特性，向着实现拓扑量子计算迈出了重要一步。国际权威学术期刊《自然·物理学》日前发表了该成果。 组成物质世界
半导体所在砷化镓/锗中拓扑相研究方面获重要发现
中国科学院半导体研究所常凯研究组提出利用表面极化电荷在传统常见半导体材料GaAs/Ge中实现拓扑绝缘体相。通过第一性原理计算和多带k.p理论成功地证明了GaAs/Ge极化电荷诱导的拓扑绝缘体相，这为拓扑绝缘体的器件应用又向前推进了一步。 拓扑绝缘体是目前凝聚态物理的前沿热点问题之一。它具有
物理所成功预言一类新拓扑绝缘体
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究组与美国橡树岭国家实验室的肖笛、张振宇研究组等合作，成功预言了一类新的拓扑绝缘体。 拓扑绝缘体作为一种新奇的量子物态，自问世以来就受到了广泛的关注。与普通绝缘体相比，拓扑绝缘体同时具有绝缘体和导体双重性，即在块
薛其坤：披荆斩棘叱咤量子竞技场
进入信息时代，芯片已然成为处理信息的“大脑”。在指甲盖大小的芯片里封装数十亿个晶体管，堪称人类最复杂的壮举之一。可是，当数据量指数性爆发，仅凭集成更多晶体管不再“一招鲜”，元器件的发热问题成为限制算力提升的瓶颈。而量子反常霍尔效应，则提供了实现超高性能电子器件的可能性。“超海量数据时代会对信息的存储
拓扑绝缘体常温常压下表面态行为研究取得进展
不同于传统意义上的“金属”或“绝缘体”，拓扑绝缘体代表一种全新的量子物态：它的体态是有能隙的半导体/绝缘体，表面则表现为没有能隙的金属态。这种完全由材料体态电子结构的拓扑性质所决定的表面态，由于受到对称性的保护，基本不受杂质或无序的影响，因此非常稳定。拓扑绝缘体的研究对探索和发现新的量子现象，以
首次在磁性拓扑绝缘体中观测到清晰的拓扑表面态
近十几年来，拓扑绝缘体已经成为凝聚态物理领域的一个重要研究方向。对于Z2拓扑绝缘体，其拓扑性质受到时间反演对称性的保护。如果将Z2拓扑绝缘体的时间反演对称性破坏，会形成一类新的拓扑态，即磁性拓扑绝缘体。磁性拓扑绝缘体可以表现出一系列新奇的物理性质，例如量子反常霍尔效应、手性马约拉纳费米子、轴子绝
新技术使用激光探索拓扑绝缘体中的电子行为
美国能源部国家加速器实验室和斯坦福大学的研究人员开发了新的方法，以探测拓扑绝缘体中的强场物理学：使用中红外激光穿过三维拓扑绝缘体（Bi2Se3）来激发高次谐波产生（HHG），并分析被转换至更高能量和频率的出射光。所得谐波呈现随激光场椭圆率增加而单调下降的特征，表面贡献表现出高度非平凡的依赖性
清华大学在高自旋的姚李模型研究方面取得重要进展
清华新闻网12月6日电 近日，清华大学高等研究院姚宏研究组首次提出高自旋的姚-李模型（Yao-Lee model）并阐明其基态是一种新奇的量子自旋轨道液体（quantum spin-orbital liquid）。这一重要研究进展为新奇拓扑物态的探索提供了新的方向，并有望推动拓扑量子计算及新型材料设
首个室温拓扑量子模拟器问世－有助研究物质和光的基本性质
美国伦斯勒理工学院研究人员制造出首个在室温下运行的强光物质相互作用拓扑量子模拟器，其宽度与人类发丝相当。这一装置将帮助物理学家研究物质和光的基本性质，支持从医学到制造业等诸多领域高效激光器的开发。相关论文发表在5月24日的《自然·纳米技术》杂志上。 这种装置由一种称为光子拓扑绝缘体的特殊材料制
半导体所等在拓扑绝缘体研究中获进展
拓扑绝缘体是目前凝聚态物理的前沿热点问题之一。它具有独特的电子结构，它在体内能带存在能隙，表现出绝缘体的行为；表面或边界的能带是线性的无能隙的Dirac锥能谱，因而是金属态。这种量子物态展现出丰富而新奇的物性，如量子自旋霍尔效应、磁电耦合、量子反常霍尔效应等。由于这种新奇的物性源
量子扭转显微镜可视材料内电子波
据最新一期《自然》杂志发表的研究，以色列魏茨曼科学研究所的研究人员开发了一种新型扫描探针显微镜，即量子扭转显微镜（QTM），它可以创造出新的量子材料，同时观察其电子最基本的量子性质。这项研究为量子材料的新型实验开辟了道路。 大约40年前，扫描探针显微镜的发明彻底改变了电子现象的可视化方式。尽管
陈仙辉院士：量子材料支撑人类未来发展
12月23日，“Tech 7创新者新年报告会”在安徽合肥滨湖金融小镇召开，中国科学院院士、国家自然科学一等奖获得者、中国科学技术大学教授陈仙辉在报告会上表示，人类从石器时代、青铜时代、铁器时代走来，现在正处在硅基时代，未来支撑人类发展的将是量子材料。“材料是所有制造业和核心器件的基础以及高技术支撑，
量子扭转显微镜可视材料内电子波
据最新一期《自然》杂志发表的研究，以色列魏茨曼科学研究所的研究人员开发了一种新型扫描探针显微镜，即量子扭转显微镜（QTM），它可以创造出新的量子材料，同时观察其电子最基本的量子性质。这项研究为量子材料的新型实验开辟了道路。 大约40年前，扫描探针显微镜的发明彻底改变了电子现象的可视化方式。尽管当
物理所发现电子分布反常的非常规材料
第一性原理计算和固体能带理论在拓扑材料的预言方面发挥了重要作用。经过十多年的发展，基于对称性表示的拓扑能带理论也取得了重要进展，包括对称性指标理论（symmetry indicators）和拓扑量子化学理论(topological quantum chemistry)，它们的理论基础都是晶体中的
团队在计算和数据驱动的拓扑声子材料研究中获进展
声子是凝聚态物质中最常见的粒子之一，是晶格振动的能量量子化的体现，集体激发的准粒子，与材料的热学、光学、电学和力学等基本物性密切相关。2017年前，从拓扑绝缘体，拓扑半金属到拓扑超导，拓扑电子材料的研究引领了前沿，关于固体材料的拓扑声子尚未研究。与其他体系的拓扑物性一样，因拓扑性的保护声子会在材
厦大团队研制成功拓扑自旋固态光源芯片
厦门大学半导体研究团队教授康俊勇、张荣、吴雅苹提出轨道调控的拓扑自旋保护新原理，首次生长出室温零场下本征稳定、长程有序的磁半子（Meron）晶格，并研制成功拓扑自旋固态光源芯片（T-LED）。7月13日，相关研究成果在《自然—电子学》上发表，该成果首次实现了从拓扑保护准粒子到费米子乃至玻色子的手性传
物理所预言新型二维大能隙拓扑绝缘体
众所周知，二维拓扑绝缘体的体内是绝缘的，而其边界是无能隙的金属导电态。且这种金属态中存在自旋－动量的锁定关系，相反自旋的电子向相反的方向运动，由于受到时间反演不变性的保护，它们之间的散射是禁止的，因此是自旋输运的理想“双向车道”高速公路，可用于新型低能耗高性能自旋电子器件。当前实验证实的二维拓扑
拓扑自旋电子学研究获进展
华南师范大学物理学院教授邓明勋/研究员王瑞强团队与合作者，在拓扑自旋电子学领域取得重要进展：在非磁拓扑Dirac半金属材料中发现了一种全新的自旋极化现象——非平衡隐藏自旋极化。相关成果9月5日在线发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。 隐藏自旋极化是指在中心
拓扑物理学即将迎来爆发吗
拓扑物理学领域可能即将迎来它的爆发。2月28日凌晨，来自中科院物理所、南京大学和美国普林斯顿大学的3个研究组分别在《自然》杂志发布了最新相关研究成果。 他们的研究表明，数千种已知材料都可能具有拓扑性质，即自然界中大约24%的材料可能具有拓扑结构。 这个数字让人震惊。因为在这之前，科学家知道
聚焦噪声免疫，拓扑世界有了“新交规”
，并基于可选择的准连续铁电开关，首次提出了噪声免疫的类脑计算方案。日前，相关研究成果发表于《自然—纳米技术》。电子在传统半导体材料中与拓扑量子材料中的传输方式，就如同行驶在杂乱的街道（左）和高速公路上（右）的车辆。课题组供图半导体芯片中最基本运算单元的工作机制依赖于电子的传输。传统材料中的电子传输会