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,即在块材内部是有带隙的绝缘态,但在表面却存在无带隙的金属表面态。这种表面态是由能带结构的内在拓扑性质所决定,受时间反演不变对称性的保护,不容易受到缺陷、杂质等外界环境的影响。利用这种鲁棒性,在拓扑绝缘体材料中,结合拓扑序、超导序和铁磁序,人类有望构造新型量子器件,并最终应用到量子计算和自旋电子学等领域。然而,目前被实验证实的三维拓扑绝缘体的种类和数量还很有限,具有优异物理性质且能够在实际工程中发挥重要作用的材料就更少,因此搜寻更多性能优良的三维拓扑绝缘体材料显然具有重要的科学意义和工程价值。