物理所强关联拓扑绝缘体电子结构研究取得进展
拓扑绝缘体是近年来凝聚态物理的研究热点之一。这类材料不同于传统的“金属”和“绝缘体”，其体内部为有能隙的绝缘态，其表面则是无能隙的金属态。这种金属表面态是由其内在电子结构拓扑性质决定的，受时间反演不变性的保护，因而受缺陷、杂质等外界影响较小。目前，理论上预言的拓扑绝缘体都是半导体材料，电子间的关联效应较小，理论分析相对较为简单。而能否在强关联材料体系中发现新的拓扑绝缘体材料，则是理论上非常关心的问题，因为强关联拓扑绝缘体的发现将带来许多全新的理论问题，如不同拓扑有序态之间的拓扑相变、电子-电子相互作用是否能改变电子结构的拓扑指数等等。 最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)戴希研究员、方忠研究员、翁红明副研究员和博士后卢峰、赵建洲在强关联拓扑绝缘体研究方面取得进展。他们利用Gutzwiller变分法结合第一性原理计算研究了典型的混合价态化合物SmB6。在考虑f电子强关联效应下，得到了该材料的能带结构、原......阅读全文
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
科学家发现极端情况下石墨烯可变身拓扑绝缘体
据美国麻省理工学院网站近日报道，该校科学家通过研究发现，在某些极端情况下，可将石墨烯转化为具有独特功能的拓扑绝缘体，有望为量子计算机的制造提供新思路。相关研究发表在本周出版的《自然》杂志上。 研究人员发现，将石墨烯薄片置于强度为35特斯拉磁场和比绝对零度高0.3摄氏度的低温环境中，可使石墨
磁性拓扑绝缘体中的量子化反常霍尔效应研究取得进展
图1：量子霍尔效应（左）与量子化反常霍尔效应（右）的比较示意图 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室方忠、戴希研究组在无需外磁场的量子霍尔效应研究中取得重要进展。本工作发表在《科学》杂志上【R.Yu,et.al., Science, 3June2010
硫族化合物三维拓扑绝缘体高压研究获进展
拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的重要量子材料之一。理想的拓扑绝缘体体内为绝缘态，而表面为金属态，表面电子态受轨道-自旋相互作用和时间反演对称性的保护。由于具有M2X3（M通常为五族金属元素Bi或Sb，X为六族非金属元素Te、Se或S）化学组成的硫族化合物的原子具有相近的电负性，同时又具有斜方六面
我国学者发现磁性拓扑绝缘体中的双分量反常霍尔效应
反常霍尔效应是磁性材料的基本输运性质之一。经过长达一百多年的研究，直至本世纪初物理学家们才认识到反常霍尔效应与电子能带的贝里曲率相关。近年来，磁性拓扑绝缘体中的自旋结构、贝里曲率和反常霍尔效应之间的关系受到了广泛的关注。一个重要的实验进展是在Cr、V等掺杂的(Bi,Sb)2Te3薄膜中观察到了量
中美科学家在光滑基座上种植出两类拓扑绝缘体
据物理学家组织网10月14日报道，中美科学家携手合作，为未来的电子设备研发出一类名为拓扑绝缘体(TI)的电导体。该研究团队报告称，他们在一个超高真空腔内，分别在砷化镓(GaAs)粗糙和光滑的表面，种植出了两类拓扑绝缘体材料，并对它们输送电子的能力进行了评估。相关研究发表在最新一期的美国
中国科大揭示二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长机理
最近，中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院教授曾杰研究组在拓扑绝缘体二维层状纳米材料Bi2Se3的结构设计、合成与生长机理研究方面取得新进展。研究人员对Bi2Se3晶体的成核及生长进行了动力学调控，通过引入螺旋位错首次实现了二维层状材料的螺旋生长，将材料由分立的层状转变成
中美合作团队在光滑基座上种植出两类拓扑绝缘体
据物理学家组织网10月14日报道，中美科学家携手合作，为未来的电子设备研发出一类名为拓扑绝缘体(TI)的电导体。该研究团队报告称，他们在一个超高真空腔内，分别在砷化镓(GaAs)粗糙和光滑的表面，种植出了两类拓扑绝缘体材料，并对它们输送电子的能力进行了评估。相关研究发表在最新一期的美国物理联合会
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
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
张首晟谈拓扑绝缘体：将信息社会带向更高层次
美籍华人物理学家张首晟3月20日晚在日内瓦接受新华社记者专访时说，内部绝缘、表面却导电的拓扑绝缘体将来有望在信息行业中得到重要应用，帮助信息行业克服发展瓶颈，并有可能将信息社会带到更高层次。 20日晚，张首晟与同事查尔斯·卡内、劳伦斯·莫兰坎普因拓扑绝缘体理论预言及实验发现在日内瓦获
物理所拓扑平带上的分数陈绝缘体理论研究取得进展
分数量子霍尔效应是凝聚态物理中的重要研究领域，其新奇现象表现为新形态的量子流体和带分数电荷的激发态。传统的分数量子霍尔效应一般考虑强外磁场、低温和连续介质的环境。其中普林斯顿的崔琦因为这方面的研究和其他科学家获得诺贝尔奖，物理所就有以崔琦命名的实验室。 从2011年开始，人们发
物理所预言立方对称性破缺下的新型拓扑绝缘体材料
拓扑绝缘体已成为材料研究领域中的“明星”，吸引着众多科学家的目光，理论和实验两方面的研究工作进展都极为迅速。拓扑绝缘体是一种新奇的量子物态，具有绝缘体和导体双重特性，通过引入超导序和铁磁序，拓扑绝缘体可能在量子计算机和自旋电子学等领域有着潜在的广泛应用。然而，要实现这些应用，首先
我国学者对三维拓扑绝缘体BTS和BSTS的研究取得重要进展
拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的重要量子材料之一。 理想的拓扑绝缘体体内为绝缘态，而表面为金属态，表面电子态受轨道-自旋相互作用和时间反演对称性的保护。由于具有M2X3（M通常为五族金属元素Bi或Sb，X为六族非金属元素Te、Se或S）化学组成的硫族化合物的原子具有相近的电负性，同时又具有斜方六
我国科学家改写室温热电优值记录
热电材料是一种直接将热能和电能相互转换的功能材料，可用于发电和制冷，具有传统的发电机和制冷机难以媲美的优点。其转化效率由热电优值确定，寻找有效的方法提高热电优值是热电研究追求的重要目标。 在量子调控与量子信息重点专项的支持下，北京高压科学研究中心陈晓嘉教授团队以1%铬掺杂的硒化铅作为研究对象，
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
浦江创新论坛量子科技专题论坛举办
9月9日，以“未来之光：量子计算和量子器件的科技创新”为主题的浦江创新论坛量子科技专题论坛在上海张江科学会堂举行。10余位全球量子科技领域的顶尖专家、学者和企业代表，共同探讨量子科技的前沿发展与未来应用。论坛由华东师范大学、上海量子科学研究中心共同承办。论坛现场。“在量子计算和模拟领域，我们计划在未
驱动染色质拓扑关联结构域形成关键因素获揭示
华南农业大学教授刘柏平团队与香港科技大学讲师常富杰、华南师范大学教授罗琼团队合作，首次揭示染色质物理特性中的DNA压缩密度是驱动染色质拓扑关联结构域形成的关键因素，为理解基因组三维结构形成机理提供了全新视角。近日，相关成果发表于美国《国家科学院院刊》（PNAS）。 “DNA压缩密度——染色质3
物理所等在数值模拟中发现相互作用导致的陈绝缘体
无相互作用拓扑绝缘体的研究已然汗牛充栋，对于描述这些拓扑物质形态的拓扑不变量，如缠绕数、陈数、Z2不变量等，人们在理论和实验上都了解得比较清楚。相比之下，对于相互作用下拓扑物态的性质和分类，则有太多问题悬而未决。电子相互作用所引入的关联效应，一方面使得体系本身变得复杂，另一方面却往往可以产生更加
三维光学拓扑绝缘体研制成功－有望建成光子的“高速公路”
日前，浙江大学信息与电子工程学院教授陈红胜课题组成功研制出首个三维光学拓扑绝缘体，将三维拓扑绝缘体从费米子体系扩展到了玻色子体系，有望大幅度提高光子在波导中的传输效率。研究成果今日于《自然》杂志正式发表。 这项研究由浙江大学陈红胜教授课题组和新加坡南洋理工大学教授Baile Zhang、Yid
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
拓扑量子计算的各种平台及最新进展
2021年9月22日，拓扑量子计算进展研讨会在北京举行。这次研讨会由中国科学院大学卡弗里理论科学研究所组织，由卡弗里所与中国科学院物理研究所共同举办。拓扑量子计算是利用拓扑材料中具有非阿贝尔统计的准粒子构筑量子比特、执行量子计算的研究方案。由于材料的拓扑稳定性，拓扑量子计算有望解决量子比特退相干
科学家利用超导量子芯片模拟多种陈绝缘体
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/508097.shtm量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象，人们发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现量子霍尔系统的能带结构是和系统的边界态密切相关的，即存在体相与边缘的对应，并利用陈数来区分不同的拓
半导体所HgTe半导体量子点研究取得新进展
近年来，拓扑绝缘体材料以其独特的物性吸引了科学界广泛的研究关注。这类材料内部是绝缘体，而在边界或/和表面则显示出金属的特性。这种独特的性质无法按照传统的材料分类方法来区分。其能带结构由Z2拓扑不变量来刻画。目前人们注意力集中在拓扑绝缘体块材的制备和输运性质研究方面。相对而言，拓扑绝缘体纳米结构的
科学家首次观测到超冷原子气体中的对流超流相
中国科学技术大学潘建伟、苑震生、邓友金等与合作者，在超冷原子量子模拟实验中首次观测到对流超流相这一新奇量子物态，证实了对流的双组分超流体共同形成绝缘体的特性。近期，相关研究成果发表在《自然-物理学》（Nature Physics）上。20世纪30年代，卡皮查、艾伦和迈斯纳等在液氦中发现超流现象，推动
科学家首次观测到超冷原子气体中的对流超流相
中国科学技术大学潘建伟、苑震生、邓友金等与合作者，在超冷原子量子模拟实验中首次观测到对流超流相这一新奇量子物态，证实了对流的双组分超流体共同形成绝缘体的特性。近期，相关研究成果发表在《自然-物理学》（Nature Physics）上。20世纪30年代，卡皮查、艾伦和迈斯纳等在液氦中发现超流现象，推动
清华大学王亚愚/张金松等Nature－Commun.
以拓扑绝缘体为代表的拓扑量子材料是近年来凝聚态物理的重要研究领域。由于非平庸的拓扑能带结构，拓扑绝缘体与真空的边界上会出现无能隙的金属性拓扑表面态。在二维非磁性拓扑绝缘体中，由于时间反演对称性的保护，这种拓扑表面态由一对自旋相反、运动方向相反的一维螺旋式边缘态 (helical edge sta
首次发现新奇拓扑量子态
最新发现与创新 从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院稳态强磁场中心的郝宁宁研究员课题组，在拓扑新物态研究中取得最新进展，他们发现硫化铁化合物中存在一种交错二聚型反铁磁序，并且这种反铁磁序会调制体系进入一种新的拓扑物态：拓扑晶体反铁磁相。相关研究成果日前相继发表在欧洲物理学会《新物理学杂
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