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Nature Materials:室温量子自旋霍尔边缘态 | 高阶拓扑绝缘体

Nature Materials:室温量子自旋霍尔边缘态 | 高阶拓扑绝缘体 两江科技评论
2022-07-18
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导读:研究发现原子分辨的晶格,显示出超过200meV较大绝缘能隙,并且原子尖锐的单层台阶边缘,具有能隙内的无能隙态in-gap gapless state,

宏观量子相的室温实现。是基础物理学的主要追求之一。量子自旋霍尔相quantum spin Hall phase,是一种拓扑量子相,其特征在于二维绝缘体和螺旋边缘态helical edge state。

近日,美国 普林斯顿大学(Princeton University)Nana Shumiya,Md Shafayat Hossain,Jia-Xin Yin,Maksim Litskevich,M. Zahid Hasan等,北京理工大学 物理学院 王秩伟Zhiwei Wang,得克萨斯大学达拉斯分校(The University of Texas at Dallas)Chiho Yoon,在Nature Materials上发文,

使用矢量磁场和基于可变温度的扫描隧道显微镜,以提供高阶拓扑绝缘体Bi4Br4表面上室温量子自旋霍尔边缘态的微观光谱证据。研究发现原子分辨的晶格,显示出超过200meV较大绝缘能隙,并且原子尖锐的单层台阶边缘,具有能隙内的无能隙态in-gap gapless state,

这表明拓扑体-边界对应。外部磁场可以隔离边缘态,这与底层能带拓扑结构中,固有的时间反演对称保护一致。从而,进一步确定了这种边缘态的几何杂化,不仅支持量子自旋霍尔态Z2拓扑结构,而且还可视化了高阶拓扑绝缘体相的构建模块。这一研究成果,有望推进拓扑相的高温输运量子化探索。


Evidence of a room-temperature quantum spin Hall edge state in a higher-order topological insulator. 

高阶拓扑绝缘体,室温量子自旋霍尔边缘态的证据。

图1:观测较大绝缘能隙。

图2:量子自旋霍尔边缘态edge states证据。

图3:边缘态的几何杂化。

图4:室温边缘态。

文献链接:https://www.nature.com/articles/s41563-022-01304-3

DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-022-01304-3

本文译自Nature。


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