物质在压力这一物理维度下,其晶体结构和电子结构都会发生变化,常常能产生丰富的物理现象。因而,通过对拓扑绝缘体施加物理压力来研究其结构和物性变化,以及通过压力手段实现潜在的拓扑超导体是拓扑绝缘体研究的一个令人关注的重要课题。

  物理所科研人员通过实验发现,在较宽的压力范围内(~22.3GPa),拓扑绝缘体Bi2Te3的物理性质表现出丰富的压力依赖关系,基本上可以分为4个变化区域。(I).在3.2 GPa之前,样品保持常压的晶体结构,但没表现出超导特性;(II).在3.8-8 GP之间,Bi2Te3出现超导(Tc~3K),但仍保持与常压相同的晶体结构;(III).压力超过8 GPa,材料发生相变进入HP I相,此时超导温度随压力增加而增加,在13.6GPa时达到最高Tc,约为10K;(IV).当压力进一步增加到13.6GPa以上时,样品进入另一个高压相HP II, 这时超导温度随着压力的增加而减少。