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《物理評論快報》發表我校物電學院科研團隊最新研究成果

作者:物电学院   编辑:胡轩    来源:物电学院  发布时间:2020/01/23

近日,物理学顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了我校物理与电子科学学院许东辉副教授、周斌教授关于高阶拓扑绝缘体的重要原创工作,题目为 “Higher-Order Topological Insulators in Quasicrystals”(准晶中的高阶拓扑绝缘体),彩客网为论文第一和通讯单位,苏州大学、华中科技大学为合作研究单位。周斌教授的博士生陈锐(现为南方科技大学博士后)为论文第一作者,许东辉副教授、周斌教授为论文共同通讯作者。本工作得到国家自然科学基金、楚天学者“楚天学子”计划的支持。

拓扑物态(Topological Matter)是由量子效应导致的与体系拓扑性质相联系的新物态,是近十多年物理学领域的研究热点。2016年诺贝尔物理学授予了David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz三位研究拓扑物态的先驱。拓扑物态中最具代表性的是拓扑绝缘体,它是一类奇特的量子物态,不同于传统意义上的金属或绝缘体,它的体态是有能隙的半导体/绝缘体,边界/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边界/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,非常稳定。因此,拓扑绝缘体有望从根本上解决现有电子技术的难题,带动产业技术的革命。

最近,一类新的拓扑绝缘体-高阶拓扑绝缘体(Higher-Order Topological Insulators)被提出并且引起了研究热潮。与先前的拓扑绝缘体相比,该类拓扑绝缘体表现出完全不同的体态-边界态对应关系。以二维为例,通常的拓扑绝缘体具有一维无能隙边界态,而二阶拓扑绝缘体拥有无能隙的零维拐角态(Corner States)。现有的高阶拓扑绝缘体都需要晶体对称性的拓扑保护,那么是否存在超越现有框架的高阶拓扑绝缘体呢?该研究团队发现在二维准晶中存在一类截然不同的高阶拓扑绝缘体,它受到一种晶体所不具有的,八重旋转对称性的保护,边界上具有八重对称性的无能隙拐角态(如图所示),是一类新的对称性保护的拓扑物态。

《物理评论快报》(Physical Review Letters)是美国物理学会主办的物理学领域最具权威性与影响力的物理学综合期刊,以快报形式发表物理学所有方向最新的研究成果。其论文接收标准可以简单概括为开创新方向,解决难题,发展新方法,且需要引发广泛兴趣。

論文全文鏈接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.036803


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