铁磁金属／拓扑绝缘体异质结中自旋流电荷流转换效率
自旋流的产生、操作和探测是自旋电子学研究的最基本问题，其中一个关键目标是在室温以上实现电荷流-自旋流的高效转换。电荷流-自旋流转换效率与材料中的自旋-轨道耦合密切相关，通过逆自旋霍尔效应（Inverse Spin Hall effect）和逆埃德尔施泰因效应（Inverse Edelstein effect）可实现自旋流-电荷流的高效转换。 由于拓扑绝缘体中存在强自旋-轨道耦合，从而导致“自旋-动量锁定”狄拉克表面态的形成。当三维自旋流从相邻铁磁层注入到具有自旋手性结构的狄拉克表面时，通过逆埃德尔施泰因效应产生二维电荷流。自旋流-电荷流的转换效率等于狄拉克费米子的费米速度和自旋-动量散射时间的乘积，即\(\lambda_{\mathrm{IEEE}}(T I)=j_{c}^{2 D} / j_{S}^{3 D}=v_{F} \tau_{S}\)。除拓扑表面态外，二维电子气(2DEG)的Rashba效应也可以导致自旋劈裂，从......阅读全文
铁磁金属/拓扑绝缘体异质结中自旋流电荷流转换效率
自旋流的产生、操作和探测是自旋电子学研究的最基本问题，其中一个关键目标是在室温以上实现电荷流-自旋流的高效转换。电荷流-自旋流转换效率与材料中的自旋-轨道耦合密切相关，通过逆自旋霍尔效应（Inverse Spin Hall effect）和逆埃德尔施泰因效应（Inverse Edelstein
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
新发现：拓扑晶体的绝缘体态
拓扑晶体绝缘体（TCI）是一类受晶体对称性保护的非平庸拓扑态。在保持时间反演对称性的体系中，理论上已预言了三种类型的TCI，分别受到镜面、滑移面和旋转对称性保护。角分辨光电子能谱（ARPES）实验已证实了镜面对称性保护TCI材料SnTe，并在KHgSb中观测到滑移面保护TCI态的部分实验证据。2
Nature子刊：自旋极化STM等对量子材料中自旋流的原位探测
近日，北京大学量子材料科学中心韩伟研究员、谢心澄院士和日本理化学研究所Sadamichi Maekawa教授受邀在国际著名刊物 Nature Materials （《自然-材料》)撰写综述文章，介绍“自旋流-新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在
拓扑绝缘体内奇异量子效应室温下首现
科技日报北京10月27日电 （记者刘霞）据《自然·材料》杂志10月封面文章，美国科学家在研究一种铋基拓扑材料时，首次在室温下观察到了拓扑绝缘体内的独特量子效应，有望为下一代量子技术，如能效更高的自旋电子技术的发展奠定基础，也将加速更高效且更“绿色”量子材料的研发。 拓扑绝缘体是一种特殊的材料，内
物理所发现基于新型磁子结YIG/NiO/YIG的磁子阀效应
磁子型器件有望构成继基于电荷流的第一大类半导体/微电子器件和基于自旋极化电流的第二大类自旋极化电子器件之后的基于磁子流的第三大类固态磁子型器件，有望为未来信息科学和技术的可持续发展带来更加广阔的发展空间。 从物理角度上讲，除了电子这一自旋的载体，其它中子、磁子等粒子或者准粒子也可以携带自旋角动
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
科学家实现新型声学拓扑绝缘体
近日，中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室副研究员贾晗与华中科技大学物理学院副教授祝雪丰等合作的研究“反常弗洛奎型声学拓扑绝缘体的实验论证”在《自然—通讯》上在线发表。 拓扑绝缘体是一类不同于金属和绝缘体的全新物态，其内部为绝缘体但表面却能导电，且该表面导电性源自材料的内禀性质，不受杂质和
拓扑绝缘体的实验研究获系列进展
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面物理国家重点实验室马旭村研究员领导的研究组与清华大学物理系薛其坤教授领导的研究组合作，在三维拓扑绝缘体薄膜的外延生长、电子结构及有限尺寸效应方面进行研究，取得一系列进展。 拓扑绝缘体是最近几年发现的一种新的物质形态。
自然界中存在天然形成的拓扑绝缘体
据《自然》网站3月8日报道，最近，德国马克斯·普朗克研究院固体研究所科学家发现，自然界中也存在天然形成的拓扑绝缘体，而且比人工合成的更纯净。这一发现对建造自旋电子设备具有促进作用，并有助于设计开发用电子自旋来编码信息的量子计算机。研究结果发表在最近出版的《纳米快报》上。 拓扑绝缘体是一种奇
首个光学拓扑绝缘体研制成功
据物理学家组织网近日报道，以色列和德国科学家携手合作，成功研制出首个光学拓扑绝缘体，这种新设备通过一种独特的“波导”网格，为光的传输护航，可减少传输过程中的散射。科学家们表示，最新研究对光学工业的发展大有裨益。研究发表在最新一期的《自然》杂志上。 随着计算机的运行速度不断加快以及芯片变得越
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
铁磁绝缘体中磁子输运性质的全电学方法研究获进展
磁性存储和磁逻辑等自旋电子学器件的核心在于自旋信息的传递，特别是自旋信息的产生、操控和探测是自旋电子学领域的一个基本问题。现有的自旋电子学中自旋信息主要依赖金属中的传导电子，一个非常有趣的问题是，是否有其他粒子甚至是准粒子可以作为自旋信息的载体？作为铁磁体中低能激发态的准粒子——磁子，是一种玻色
物理所在大能隙二维拓扑绝缘体ZrTe5中观测到拓扑边界态
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。当前实验已经确定具有量
拓扑绝缘体中电流的高效转换机制被发现
意大利国家研究委员会微电子与微系统研究所（CNR-IMM）开展了一项研究，发现在硅衬底上拓扑生长的绝缘体——碲化锑（Sb2Te3）中，纯自旋电流和“传统”电流之间的转换效率很高。相关成果发表在《Advanced Functional Materials》《Advanced Materials I
物理所合作发现二维电子液体的自旋流电流转换效应
自旋电子学可能导致面向未来的新一代信息技术。自旋流的产生、调控以及自旋流-电流的转换是自旋电子学研究的核心问题。具有Rashba 形式自旋-轨道耦合的二维电子体系为自旋流的高效调控提供了新机遇。对于二维电子体系，V. M. Edelstein 预言存在一种新物理效应，即Edelstein效应：与
科学家实现声二阶拓扑绝缘体
日前，南京大学教授卢明辉、陈延峰团队与苏州大学教授蒋建华团队合作，在声子晶体中发现二阶拓扑相和多维拓扑相变，相关研究成果近日在线发表于《自然-物理》。 研究人员在空气声系统中首次观测到不同空间维度的拓扑相变，并利用多维度的拓扑相和拓扑相变实现了二阶拓扑绝缘体，揭示了高阶拓扑相形成的新机制。
单元素二维拓扑绝缘体锗烯面世
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/5/500858.shtm荷兰科学家研制出了首个由单元素组成的二维（2D）拓扑绝缘体锗烯，其仅由锗原子组成，还具有在“开”和“关”状态之间切换的独特能力，这一点类似晶体管，有望催生更节能的电子产品。相关研究刊发
物理所预言硅烯中的量子自旋霍尔效应
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究员以及博士生刘铖铖、冯万祥采用第一性原理，系统地研究了硅烯的晶体结构、稳定性、能带拓扑和自旋轨道耦合打开的能隙，预言了在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应。 近几年来，拓扑绝缘体的研究在世界范围内飞速发展，并成为凝聚态物理研
拓扑晶态绝缘体碲化锡纳米线研究获得新进展
拓扑绝缘体(Topological Insulator)是一种新奇的物质状态，它的体相是绝缘态而表面却是零带隙的金属态。尤其它的表面是受拓扑保护的导电态，不受非磁性杂质和晶体缺陷的干扰，因而在无损耗的量子计算和新奇的自旋电子器件等领域具有重要的应用价值。时间反演对称性保护的三维拓扑绝缘体如B
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
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
美国科学家创建出一种新的更稳定的大能隙拓扑绝缘体
美国犹他大学的研究人员创建出一种新的，其可作为硅半导体顶部金属层的特殊材料，将使超高速计算机在室温下执行快速运算成为可能。该项研究成果刊登在近日美国《国家科学院学报》上。 这种新的拓扑绝缘体，其里面犹如绝缘体，而其外部可导电，为量子计算机和快速自旋电子元件铺平了道路。 量子计算机是一种遵循量
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
北大拓扑绝缘体纳米材料光热电效应研究获突破
据北京大学新闻网消息，拓扑绝缘体的材料制备和量子输运特性是近年来国际研究前沿的一个热点。在众多拓扑绝缘体材料中，Bi2Se3是拓扑绝缘体家族中一种重要的三维强拓扑绝缘体。拓扑绝缘体纳米结构因其巨大的比表面积和增强的表面电导贡献非常有利于探索拓扑绝缘体奇异表面态的物理性质和开发拓扑绝缘体在自旋电子
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
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
人类首次直接“看到”量子自旋效应
据新加坡国立大学（NUS）官网近日报道，该校科学家领导的国际科研团队，首次直接“看到”拓扑绝缘体和金属中电子的量子自旋现象，为未来研发先进的量子计算组件以及设备铺平了道路，距离实现量子计算又近了一步。 量子计算机目前仍处于研发的初期阶段，但其展现出的计算速度已经是传统技术的数百万倍，其非凡的处
强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态
拓扑绝缘体，顾名思义是绝缘的，有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态，这是拓扑绝缘体的独特性质。近期，理论预测存在的拓扑绝缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中，引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应，实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑绝缘体
合肥研究院在空间反演对称结构中实现光致纯自旋流
近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所计算物理团队研究员郑小宏课题组在光致纯自旋流研究中获进展，提出结构具有空间反演对称而自旋密度具有空间反演反对称的体系是利用光学伽伐尼效应获得纯自旋流的理想体系，纯自旋流的产生不依赖于光子的能量、光的偏振类型或偏振角。相关研究结果发表在Physica