www.55402.com《Physical Review Letters》发表我校李绍春教授课题组、陈延彬副教授课题组关于二维拓扑绝缘体的最新研究成果

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干活获得国家科学和技术部、自然科学基金委员会、青少年千人计划、以致中大经费等种类的扶持。

(物理高校 科学才干处)

www.55402.com 1图一:
ZrTe5的晶体布局; 4K下获得的ZrTe5表面的阶梯形貌,面积为25×25
nm2; ZrTe5表面的原子分辨形貌,面积为8×8 nm2; 在ZrTe5表面获得的局域态密度信息显示100meV的能隙。

图二: 在ZrTe5表面台阶处度量的微分电导;的异常的快傅立叶转变结果;
边界态在不相同能量地点的穿透深度;和边界处的局域态密度相比较;
边界态沿着表面台阶遍及的一维性质。

本职业的实现得益于南大在三个方面包车型地铁圆满搭档,包罗高质量单晶样品的张罗,高分辨的低温扫描隧道显微术表征和辩解模型的支持。

二维拓扑非导体由于负有量子自旋霍尔效应而近来饱受学术界的保养。二维拓扑绝缘体的性状是,具备带隙的体能带结商谈拓扑保养的一维边界态。在尝试上寻找结构稳固性的大能隙二维拓扑绝缘凡立水是眼前密集态物理领域的二个研商火热,致力于升高量子自旋霍尔效应的做事温度。近些日子,相当多商量工作都集中于ZrTe5,
该资料很有不小可能率是一种杰出的二维拓扑绝缘凡立水。可是ZrTe5的三个维度体相的拓扑性质却存在宏大的争辨。理论测算阐明体相ZrTe5是弱拓扑绝缘油只怕强拓扑绝缘材料,而恢宏的实验结果显示ZrTe5的体相具备半金属行为。在本专业中,大家第三遍使用高分辨的扫描隧道显微本事在实空间的原子尺度上标准表征了ZrTe5的身材和边界态,并发以后表面台阶处具备一维的拓扑边界态,而体能带具有100
meV左右的带隙,进而证实了ZrTe5是一种新的大带隙二维拓扑绝缘油。此外,大家还在尝试上第贰次观测到了一维拓扑边界态在磁场下的响应。在外磁场效应下,能量简并的一维边界态发生了能量劈裂。这种界限态在能量上的劈裂与其体能带在磁场下的更改有紧凑的关联,而且与谈论模型相切合。

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物理高校、固体微布局物理国家根本实验室、拉脱维亚里加微布局科学与技术联合立异为主的李俶春教授与陈延彬副教授同盟,在特色二维拓扑绝缘子方面得到了要害拓宽,相关钻探成果以《Experimental
Observation of Topological Edge States at the Surface Step Edge of the
Topological Insulator ZrTe5》为题,于二〇一四年0五月五日在线公布在Physical
Review Letters [PRL 116, 176803
]。南京大学物理大学大学子生李向兵,已结束学业博士生黄文凯,和哲高校博士生吕洋洋为随想的协同第一小编。西凉太祖春教授和陈延彬副教师为散文的一道通信小编。南大陈延峰教授和邢定钰院士指点了本文专业。邢定钰院士在杂谈的行文方面赋予了努力的扶植。此外单位的参加者包涵南开东军事和政院学的薛其坤院士和上海政法大学的贾金锋助教。

ZrTe5素材具有高水平的单晶性和特出的一维表面台阶构造,为越来越商讨基于二维拓扑绝缘子分界面的奇怪物理现象提供了不错的材质平台,比方探索Majorana费米子或许极度量子霍尔效应等等。图一出示了ZrTe5表面包车型地铁阶梯结议和原子分辨的场景;图二显得了实验上衡量取得的台阶处一维边界态和体带隙。

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