熟知的金属中藏着未知量子世界：钴的电子结构被彻底改写
钴——这种在过去40年里被认为是最容易理解的磁性金属之一——刚刚向科学家展示了它深藏不露的一面。亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心的国际团队在BESSY II同步辐射装置上，使用自旋角分辨光电子能谱（spin-ARPES）技术，发现钴内部存在密集的磁性节线网络。这些特殊的拓扑能带交叉在室温下依然稳定，其电子行为类似无质量的类相对论粒子，移动速度极快。这项发表于《通讯材料》的研究，可能开启下一代计算和自旋电子器件的新路径。研究负责人Jaime Sánchez-Barriga博士感叹道：“钴是过去40年里被研究最广泛、最熟悉的铁磁元素之一，我们原本认为它的电子结构已经被充分理解。但我们发现的拓扑能带结构中存在大量交叉和节点，主导了它的低能电子行为，这完全改变了我们目前对这种元素材料基本性质的理解。”磁性节线材料在自然界中非常罕见，在简单的元素铁磁体中观察到多个受对称性保护的节线完全出乎意料，使钴成为研究拓扑和磁性相互作用的模型系统。新发......阅读全文
熟知的金属中藏着未知量子世界：钴的电子结构被彻底改写
钴——这种在过去40年里被认为是最容易理解的磁性金属之一——刚刚向科学家展示了它深藏不露的一面。亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心的国际团队在BESSY II同步辐射装置上，使用自旋角分辨光电子能谱（spin-ARPES）技术，发现钴内部存在密集的磁性节线网络。这些特殊的拓扑能带交叉在室温下依然稳定，其
一种单原子层的铁磁材料中发现自旋极化的外尔节线
最近十几年，能带的拓扑理论发展迅速。目前，人们已经发现了多种拓扑能带结构，比如狄拉克锥（Dirac cone）、外尔锥（Weyl cone）以及狄拉克/外尔节线（Dirac/Weyl nodal line）。这类拓扑能带结构会带来奇特的物理现象，比如手性反常、超大磁阻等。然而，除了石墨烯早已被证
传统磁性认知－vs－钴的隐藏量子世界：谁更出人意料？
时间线索：数十年来，钴被认为是最广泛研究的磁性金属之一。但德国Helmholtz-Zentrum Berlin的研究团队发现，这种熟悉的元素藏着一个意想不到的复杂量子景观。研究发现钴含有丰富的拓扑电子态网络，这些状态在室温下仍然稳定。研究发表在《Communications Materials》上
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
武汉物数所等发现磁性原子对拓扑电子态的影响
拓扑材料因其新奇的表面态引起了人们广泛的关注。这种受时间反演对称性保护的相对论性拓扑电子态具有自旋手征性，因此在自旋电子学和量子计算方面有着巨大的应用前景。目前，许多实验和理论研究表明拓扑电子态在非磁散射下表面的时间反演对称性仍然保持。但磁散射下对称性是否发生破缺从而破坏拓扑材料表面态的性质仍存
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
我国科学家在单层铁磁材料GdAg2中发现外尔节线
自旋电子学器件的发展在一定程度上依赖于磁性材料的发展。在2017年，科学家首次在实验上获得了二维铁磁材料，引发了该领域的研究热潮，但是实现拓扑性的二维铁磁材料仍面临较大挑战。 中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心与北京理工大学以及日本广岛大学的研究人员合作，利用同步辐射角分辨光电子
金属所在碱土金属单质中发现拓扑狄拉克节线量子态
金属单质铍具有十分罕见的性质，不但具有极轻高强的特点，而且是优异的等离子体面向材料（比如核聚变堆铍毯），是反应堆中最好的中子减速剂，是透X射线的能力最强的金属等。因此，铍在原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中有重要作用。同时，铍还具有特殊的电子结构，其电子输运性质接近于半金属，磁场条
中科院物理所在ZrSiS体电子态中观测到狄拉克节线和节面
近日，Science Advances的一项成果显示，中国科学院物理研究所EX7组博士生付彬彬、研究员钱天、丁洪等发现在空气中解理ZrSiS样品可消除表面态，再借助软X射线ARPES探测范围较深的特点，可以观测到干净的体态电子结构。基于这个方法，他们对ZrSiS体态中的节面和节线电子结构开展了系
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
科学家发现多拓扑荷特性“磁束子”
近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心联合安徽大学、美国新罕布什尔大学，在拓扑磁结构及其电流操控研究中取得重要进展，理论和实验上首次发现多拓扑荷特性“磁束子”，将拓扑磁电子学研究对象从单位拓扑荷扩展到多拓扑荷，揭示了磁性材料中拓扑磁结构的多样性，为未来开发多态存储、逻辑及信息处理器件提
上海微系统所在半金属极化子研究中取得进展
原文地址：http://www.cas.cn/syky/202103/t20210318_4781439.shtml 上世纪60年代，有学者从理论上预测了固体材料中一种新的复合粒子，由空穴与等离激元的强耦合而产生的等离激元极化子，为凝聚态领域的复杂多体理论拓展了一个重要的研究分支。但是，普通金属中
2024－Park－AFM奖学金奖名单公布
2024 Park AFM奖学金获得者 2024年度Park AFM奖学金第四位获奖人是中国人民大学物理学院低维量子材料与扫描探针显微学课题组的在读博士研究生米烁博士，其导师是程志海教授。目前的主要研究方向为二维材料的电学和磁学性质的原子力显微镜研究。在校期间，参与中国人民大学“求是学术-栋
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
中科院金属所发现拓扑狄拉克节线量子态
最近，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室研究员陈星秋、博士生李荣汉等通过第一原理计算，在金属铍单质中发现拓扑狄拉克节线量子态。 金属单质铍具有十分罕见的性质，不但极轻高强，而且是优异的等离子体面向材料，但其特殊性质的机理依然成谜。另外，上述拓扑非平庸的表面态从上个世纪80年代起就先
拓扑狄拉克节线量子态诱发表面电声耦合反常增强现象
最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料设计与计算研究部的研究人员及合作者发现了金属铍表面的巨大电声耦合的反常增强是其块体材料中拓扑狄拉克节线量子态诱发的。因为该节线态会导致鼓膜类拓扑表面态，它们在表面费米能级附近局域，增高了态密度，尤其是通过与低频区表面声子的耦合诱发了巨大的电声
光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴
拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点，也称为奇点，在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见，并在某些应用中起着重要作用。 近年来，探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域，微
MoB2中螺旋节线声子谱的预言和验证的联合研究获进展
近年来，越来越多的拓扑绝缘体和拓扑半金属材料被预言、验证和研究，推动了拓扑材料理论的不断发展和完善。在对称性指标理论和拓扑量子化学理论提出后，中国科学院物理研究所研究员方辰、方忠等确立了对称性数据与拓扑不变量的关系，形成拓扑词典，再与研究员翁红明等合作，发展了高通量计算判别拓扑材料的方法，反过来
拓扑电子态研究应用前景广阔
未来，变革性技术会出现在哪个方向？拓扑电子态及其材料研究，极有可能。拓扑电子态是什么？中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠这样解释：“它是一大类新的量子物态，其研究对当前物理学的发展产生了深远影响，不仅深刻改变人类对物态的认识，也为变革性技术的出现提供新的可能。”2023年度国家自然科学奖一
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
电子顺磁共振波谱仪解析自旋电子学
电子自旋学 (Spintronics)，也称磁电子学。它利用电子的自旋和磁矩，使固体器件中除电荷输运外，还加入电子的自旋和磁矩。电子自旋是一门新兴的学科和技术。应用于电子自旋学的材料，需要具有较高的电子极化率，以及较长的电子自旋弛豫时间。许多新材料，例如磁性半导体、半金属等，近年来被广泛的研究，以求
英利用超导自旋电子学研发超算
英国剑桥大学启动了一项旨在打造未来计算机技术新架构的科研项目。该项目计划以超导自旋电子学为基础，研发出为新一代超级计算机铺平道路的原型设备——这种超级计算机可以处理海量数据，同时其耗能远远低于目前的计算机设备。 随着越来越多的人类社会活动转移到网络阵地，承载大量服务器的数据中心耗费着越来越多的
强磁场中心螺旋磁体纳米盘的磁化过程研究获新成果
中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮研究小组杜海峰博士在非中心对称B20立方结构螺旋磁性材料的研究中取得新结果，论文《螺旋磁体纳米盘中磁场驱动的手性自旋结构的演化》（Field-driven evolution of chiral spin textures in a t
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。
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
我国学者观测到碳化钨中的三重简并点和费米弧表面态
中科院物理研究所极端条件七组丁洪研究员等确定了碳化钨（WC）中三重简并半金属态的拓扑性质，合理解释了表面态观测结果。这是继狄拉克半金属和外尔半金属之后确定的又一类具有拓扑非平庸性质的半金属态。相关工作发表在Nature Physics期刊上。图1. WC体态电子结构中存在三重简并点。a）四重
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
我国学者证实拓扑半金属TiB2中存在节线型的电子结构
中国科学院超导电子学卓越创新中心、上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室研究员沈大伟与副研究员刘中灏课题组，与中国人民大学教授王善才、雷和畅、刘凯团队以及德国莱布尼茨固体物理材料研究所（IFW—Dresden）教授Sergey Borisenko研究小组成员进行合作，利用高分辨角分
拓扑半金属，Nodalline材料电子结构的新发现
中国科学院超导电子学卓越创新中心、上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室研究员沈大伟与副研究员刘中灏课题组，与中国人民大学教授王善才、雷和畅、刘凯团队以及德国莱布尼茨固体物理材料研究所（IFW—Dresden）教授Sergey Borisenko研究小组成员进行合作，利用高分辨角分
研究提出反常霍尔角的双变量数学模型
磁性材料的反常霍尔输运效应来源于能带内禀贡献及杂质外禀散射，其重要参量反常霍尔角代表纵向电流密度驱动横向反常霍尔电流密度的能力。大反常霍尔角在反常霍尔磁传感、自旋电子学磁畴翻转等方面发挥关键作用。过去70年来，反常霍尔角长期处于0.1°~3°（0.2%~5%）较低水平，且缺乏调控模型和实验方案，导致