《Physical Review Letters》刊发物理学院微纳物理与应用研究室研究成果

作者: 时间:2020-08-01 点击数:

我校物理学院“微纳物理与应用研究室”胜献雷助理教授、陈子瑜教授、博士生陈聪与新加坡科技设计大学杨声远教授、普林斯顿大学宋志达博士、西南科技大学赵建洲教授和北京理工大学余智明教授合作,在磁性二阶拓扑绝缘体理论研究中取得新进展。相关工作于2020年7月30日以“Universal Approach to Magnetic Second-Order Topological Insulator”为题在线发表于《Physical Review Letters》。博士生陈聪【导师:陈子瑜教授】和普林斯顿大学宋志达博士为论文共同第一作者,胜献雷老师为唯一通讯作者,北航为第一作者和通讯作者单位。

二阶拓扑绝缘体(SOTI)是拓扑材料领域新的研究热点,与传统的拓扑绝缘体(一阶TI)不同,一阶TI会在其(d-1)维的边界上出现拓扑保护的无能隙边界态,而SOTI的无能隙边界态则出现在(d-2)维的边界上。近几年关于SOTI的理论研究很多,但是SOTI态的实现材料却非常稀少,尤其是二维SOTI。因此寻找二阶拓扑绝缘体材料是一个重要的科学问题。

在2019年,该研究团队与合作者预言了graphdiyne(中文名:石墨炔)是二维二阶拓扑绝缘体,首次为该物态预言实现材料,以“Two-Dimensional Second-Order Topological Insulator in Graphdiyne”为题发表在Phys. Rev. Lett. 123, 256402 (2019)。之后,他们又提出一种普适理论,从而预言了一大类二维二阶拓扑绝缘体材料。以Bi/EuO(111)为例,即在磁性衬底EuO的(111)面生长二维六角蜂窝格子的Bi烯,通过近邻效应在二维(一阶)拓扑绝缘体中引入磁场,从而实现了Bi烯从一阶TI到二阶TI的拓扑相变。由于这种方法并不依赖于具体的一阶拓扑绝缘体的细节,从而可以在一大类材料中实现(例如,三维的Bi2Se3系列材料,二维的硅烯系列材料等),将极大地促进高阶拓扑材料的研究。

该工作得到了国家自然科学基金【重点、面上、青年】,北航青年拔尖人才计划和国家留学基金委等项目的支持。

近年来,北航微纳物理与应用研究室在陈子瑜教授的指导下,在关联磁性和拓扑物态等方面不断取得创新成果。他的悉心指导,不仅培养了学生,也促进了青年教师的成长,研究室博士生和青年教师近3年以第一作者/通讯作者发表Nature Commun. 2篇,Phys. Rev. X 2篇, Phys. Rev. Lett. 3篇。



参考文献:

[1]Cong Chen#, Z. Song#, J.-Z. Zhao,Ziyu Chen, Z-M. Yu,Xian-Lei Sheng* and S. A. Yang, Phys. Rev. Lett. 125, 056402 (2020).https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.056402

[2]Xian-Lei Sheng#*,Cong Chen#, H. Liu,Ziyu Chen, Z.-M. Yu*, Y.X. Zhao*, and S. A. Yang,Two-Dimensional Second-Order Topological Insulator in Graphdiyne, Phys. Rev. Lett. 123, 256402 (2019).https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.256402

北京航空航天大学物理科学与核能工程学院 Copyright 2014 地址:北京市海淀区学院路37号 邮编100191
电话:010-82317935 传真:010-82317935 网站维护:bestlxc@gmail.com 地址:北京市朝阳区小营育慧里4号3005室 邮编:100101 京ICP050