课题组在寻找新型二维拓扑绝缘体方面取得进展

2019年12月29日

二维拓扑绝缘体由于具有量子自旋霍尔效应而最近备受学术界的关注。二维拓扑绝缘体的特点是，具有带隙的体能带结构和拓扑保护的一维边缘态。在实验上寻找结构稳定的大能隙二维拓扑绝缘体是当前凝聚态物理领域的一个研究热点，致力于提高量子自旋霍尔效应的工作温度。

近日，北京理工大学肖文德研究员、姚裕贵教授（共同通讯作者）报道了利用低温扫描隧道显微镜在过渡金属硫族化合物TaIrTe4的台阶处直接观测到一维拓扑边缘态的研究工作。相关成果以“Observation of Topological Edge States at the Step Edges on the Surface of Type-II Weyl Semimetal TaIrTe4”为题于2019年7月31日在线发表于ACS Nano (https://doi.org/10.1021/acsnano.9b04573)。

该团队在超高真空环境下解离TaIrTe4单晶样品，利用低温扫描隧道显微镜在实空间直接观测到了TaIrTe4的台阶处存在的一维导电边缘态。该边缘态不随台阶边缘具体构型变化的影响且稳定存在。第一性原理计算表明观测到的一维边缘态具有拓扑属性，且其拓扑性质不受衬底影响。该拓扑边缘态存在于体材料台阶处，从而有望为拓扑量子计算这一领域提供新的平台。

该工作与中科院物理所石友国研究员合作完成，TaIrTe4单晶样品由其提供。