科学家观测到无能隙临界拓扑态
近日，中国科学技术大学等在拓扑与量子物理前沿取得进展，利用声子晶体系统首次观测到无能隙临界拓扑态。拓扑物理和量子物理是现代物理的关键前沿领域。二者的结合产生了拓扑物态、拓扑相变等物理现象。此前普遍认为，有限的能隙是产生拓扑物态的基本条件。近年来，一些理论提出无能隙的临界拓扑态的概念，并预言一些系统可以出现传统拓扑理论无法描述的无能隙临界拓扑态。然而，这些概念和理论没有被实验证实，一直游离在主流拓扑物理之外。联合团队基于独特的声子测量方式，实现了对纠缠熵和纠缠谱的测量。由于临界拓扑态不具有能隙，传统理论和实验方法都无法测量和表征系统的拓扑性质。而纠缠谱不受是否存在能隙的限制，几乎成为表征临界拓扑态的唯一可靠方法。利用这一方法，团队实现了对临界拓扑态的测量和表征，发现了拓扑导致的多临界现象，提升了对相变和临界现象的深刻认识。此外，团队通过拓扑声子晶体设计，实现了二维系统的临界拓扑态，并在实验中直接观测到其存在，将临界拓扑态扩展到二维......阅读全文
科学家观测到无能隙临界拓扑态
近日，中国科学技术大学等在拓扑与量子物理前沿取得进展，利用声子晶体系统首次观测到无能隙临界拓扑态。拓扑物理和量子物理是现代物理的关键前沿领域。二者的结合产生了拓扑物态、拓扑相变等物理现象。此前普遍认为，有限的能隙是产生拓扑物态的基本条件。近年来，一些理论提出无能隙的临界拓扑态的概念，并预言一些系统可
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
打破固有认知！－我国科学家首次实验观测到临界拓扑物态
常压下水在0℃结冰，在100℃沸腾汽化。它所呈现出的液态、固态、气态，是物质的常见状态。而在量子世界里，物理学家发现了一种有趣的物态——“内部绝缘、表面导电”的拓扑物态。长期以来，物理学家普遍认为这种奇妙特性，只能存在于“有能隙”的物质中。 近日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）苏州高等研
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
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
量子相变的无序算符标度行为研究获重要进展
中山大学物理学院教授姚道新团队与合作者在量子相变的无序算符标度行为研究中取得重要进展，他们在国际上首次提出了无序算符可以用来探测边界态和边界的临界行为，并分析了其标度行为。相关成果于5月17日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters），并获得编辑推荐。量子相变一直是凝聚
多阶铁电拓扑态研究获重要进展
近日，松山湖材料实验室大湾区显微科学与技术研究中心研究员马秀良团队同合作者，在自组装、高密度铁酸铋纳米结构中观测到多阶极性径向涡旋，并成功通过尺寸调控和外部电场实现不同拓扑态的转换和拓扑电荷控制。该发现为下一代高密度、多态非易失性存储器件的设计提供了全新思路。3月21日，相关成果发表于《自然-通讯》
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
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
研究揭示大脑临界态的遗传机制
近年来，有研究表明，健康的大脑处在独特的临界状态，表现出时空活动的无尺度性特征。处于临界状态的大脑具有多种功能优势，如信息传递能力、信息容量、动态范围可在临界点附近达到峰值。同时，临界态反映了兴奋-抑制平衡等神经生物学机制，且与多种神经或精神疾病的发生相关。因此，研究临界态对理解大脑的工作原理、解析
强磁场下拓扑超导材料电子态研究取得进展
强磁场中心张昌锦课题组利用稳态强磁场实验装置的五号水冷磁体，在30特斯拉磁场强度和0.36K极低温条件下进行了精密的数据测量，对近期发现的潜在的拓扑超导材料PdTe2的电子结构进行了研究，得到了完美的强磁场振荡信号。该工作从磁性和电性两个方面给出了该体系中占主导地位的单带电子结构，这一结果对后期
陈刚教授团队拓扑保护边界态输运研究获进展
近日，山西大学激光光谱研究所陈刚教授带领的团队与武汉大学刘正猷教授等合作，在拓扑边界态输运方面取得了重要进展。通过堆垛具有交错在位能的双层六角晶格，引入二聚型层间耦合，在国际上首次实验证实了基于铰链态的三维鲁棒输运。相关成果题为“3D Hinge Transport in Acoustic H
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
Bi2Se3超薄膜中上下表面态间的屏蔽库仑耦合方面获进展
拓扑绝缘体由于具有受时间反演保护的拓扑表面态而展现出许多新奇特性，例如量子自旋霍尔效应、磁掺杂时的量子反常霍尔效应以及在拓扑/铁磁异质结中的非局域磁阻尼贡献等。这种拓扑表面态通常寄宿在样品表面约几个纳米左右的深度中，因此具有较大表面占比的超薄膜是放大这些新奇特性的理想体系。然而，随着厚度的减薄，
亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究获进展
层状过渡金属硫化物亚稳相MX2 (M = Mo, W； X = S, Se)具有丰富的晶体结构和电子结构，是材料学、电化学和凝聚态物理领域研究的热点材料。近年来，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄富强、助理研究员方裕强团队，在亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究中取得系列进展。 经典朗
我国学者发现多体量子相变的新动力学行为
图1 光晶格超流至Mott态Kibble-Zurek动态相变，左图为改进后的光晶格准动量测量，右图为绝热和非绝热速率条件下超流相至Mott绝缘体的非相干比例 在国家自然科学基金项目（批准号：91736208）等资助下，北京大学信息科学学院陈徐宗、周小计教授团队与清华大学物理系胡嘉仲、陈文兰教授团队
研究揭示拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制
7月6日，记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所纳米润滑课题组首次在实验上观察到固—固界面量子摩擦现象，系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系，揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制。相关研究论文发表于《自然-通讯》。 摩擦本质和作用机制是摩擦学的基本科学问题，数百年来，科学家对这一难
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
科学家揭示大脑临界态的遗传机制
中国科学院生物物理研究所刘宁研究组揭示了大脑临界态的遗传机制，建立了总体认知水平与临界态特性的遗传关联。相关论文6月24日发表于美国《国家科学院院刊》。近年来大量研究证据表明，健康的大脑处在一种独特的临界状态，表现出时空活动的无尺度性特征。处于临界状态的大脑具有多种功能优势，如信息传递能力、信息容量
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
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
物理所一维光学超晶格系统的拓扑性质研究取得进展
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绝缘体，而其表面态则为没有能隙的金属态。由于其在自旋电子学和量子计算等领域的潜在应用，拓扑绝缘体的研究近年来吸引了来自物理学不同领域的极大关注和研究。拓扑绝缘体通常被认为只在二维和三维系统里才会出现。一个有意思的问题是：
观测发现一维能带系统中的非阿贝尔拓扑荷
研究人员直接实验观测到了一维能带系统中的非阿贝尔拓扑荷。图片来源：香港大学张霜等 香港科技大学教授陈子亭团队领衔，香港大学教授张霜和国防科技大学副研究员杨镖等研究人员合作，通过构建空间和时间反演对称保护的传输线网络，直接实验观测到了一维能带系统中的非阿贝尔拓扑荷，并将其清晰地映射到本征坐标架
再登顶刊！南京大学团队发表拓扑物理研究评述
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503480.shtm近日，南京大学固体微结构物理国家重点实验室、现代工程与应用科学学院的陈延峰教授团队的卢明辉教授课题组与西班牙马德里先进材料研究所的Johan Christensen教授课题组合作共同回
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
万物皆可拓扑？物理学家发现奇妙拓扑态的材料俯拾皆是
“脆弱拓扑”是一种新发现的量子现象，它可以让材料获得奇异且激动人心的性质。 材料中隐藏的数学越来越神奇了。物质的拓扑态（由于电子的“扭结”量子态所产生的奇异性质）从罕见的稀奇玩意变成了物理学最热门的领域之一。现在，理论物理学家意识到拓扑无处不在，并将其认定为固态物质形态中最重要的一环。扭开一个
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。
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
UTe2在零场下的超导态——非幺正等自旋配对
今年以来，重费米子材料UTe2中低温超导态的发现引起了很多人的关注。核磁共振实验发现其超导可能为自旋三重态配对，比热测量揭示其配对能隙具有点节点，但是比热系数在零温极限下外延到正常态的一半，因而理论建议超导态为非幺正的等自旋三重态配对，只有一个自旋取向发生配对，另一自旋取向仍保持为正常态，从而可
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