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。它具有独特的电子结构，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自自旋轨道耦合，因而目前所知的拓扑绝缘体都是含有重原子的窄能隙半导体体系，如HgTe,Bi2X3(X=Se,Sb,……)和Heusler合金等材料。这两个约束极大地限制拓扑绝缘体家族的扩展，而这些材料不够成熟的生长制备工艺则阻碍了拓扑绝缘体潜在的器件应用。 常凯研究组继前期首次打破窄能隙和重元素的限制，在常......阅读全文
超高压下半导体材料可变身拓扑绝缘体
一个由中国吉林大学、美国华盛顿卡内基研究所等单位研究人员组成的国际小组合作，通过对一种半导体施加压力，将其转变成了“拓扑绝缘体”(TI)。这是首次用压力逐渐“调节”一种材料，让它变成了拓扑绝缘状态，也为先进电子学应用领域寻找TI材料开辟了新途径。相关论文在线发表于《物理评论快报》上。 拓扑
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
半导体所等在拓扑激子绝缘体相研究中取得进展
上世纪60年代，诺贝尔奖获得者Mott提出激子绝缘相，Mott提出考虑库仑屏蔽效应，在半金属体系中电子-空穴配对而形成激子，可能会导致体系失稳，从而在半金属费米面处打开能隙，形成激子绝缘体状态。但迄今为止，实验上观测激子绝缘体相是一个尚未完全解决的关键科学问题。激子绝缘体相存在及其玻色-爱因斯坦
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
陈绝缘体内或存在拓扑激子
美国俄克拉荷马大学凝聚态物理学家发表论文称，陈绝缘体内或许存在一种新型激子——拓扑激子，这些激子有望催生新型量子器件。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。 当电子吸收光并跃迁到更高能级或能带时，受激电子会在其先前的能带中留下一个“电子空穴”。由于电子带负电荷而空穴带正电荷，两者会通过
陈绝缘体内或存在拓扑激子
激子（e）及其空穴（h）相互环绕（艺术图）。图片来源：俄克拉荷马大学科技日报北京8月28日电（记者刘霞）美国俄克拉荷马大学凝聚态物理学家发表论文称，陈绝缘体内或许存在一种新型激子——拓扑激子，这些激子有望催生新型量子器件。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。当电子吸收光并跃迁到更高能级或能
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
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
半导体所在新奇拓扑材料研究方面取得新进展
随着近年来蓬勃发展的拓扑材料研究，人们在固体材料中陆续寻找到新奇的准粒子，从而模拟原本仅存在于高能物理中的粒子。例如，石墨烯、拓扑绝缘体的边缘态（二维）/表面态（三维）中的低能电子可视作无质量的狄拉克费米子；外尔半金属的低能电子可用手性区分的外尔费米子刻画。此外，多重简并费米子、点-线费米子等的
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
二维拓扑绝缘体研究获进展
理论研究表明，具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台，也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构，如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低，石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙，从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下，碲元素因强自旋轨道
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修正可
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
强磁场中心拓扑绝缘体量子线研究取得新进展
3月28日，国际期刊《自然》子刊《科学报告》(Scientific Reports)发表中科院强磁场科学中心田明亮研究小组的最新科研成果：单晶碲化铋Bi2Te3纳米线中的一维弱反局域化(One-dimensional weak antilocalization in single-cry
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
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