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戴瑛教授团队在磁性拓扑绝缘体研究中取得新进展

发布日期:2020-09-02   点击量:

继在Physical Review Letters 124, 0664012020 发表了二维反铁磁体可以实现绝缘拓扑量子态的研究成果,近期,戴瑛教授团队在磁性拓扑绝缘体研究中又取得新进展。研究发现了二维六角蜂窝结构中的铁磁拓扑绝缘现象,对于丰富磁性拓扑量子态的认识具有重要意义。研究成果以“Ferromagnetic dual topological insulator in a two-dimensional honeycomb lattice”为题,发表在国际期刊Materials Horizons (影响因子12.319) 7, 2431, 2020。论文第一作者为博士生王昊,牛成旺教授和戴瑛教授为共同通讯作者,山东大学为第一作者单位。

磁性拓扑绝缘体包含了复杂的磁性与拓扑性的相互作用,显示出新奇的量子现象,因而受到了广泛的关注。量子反常霍尔绝缘体是一类典型的磁性拓扑材料,其拓扑非平庸特性由非零陈数表征,按照块体-边缘的对应关系,具有该种性质材料的体态绝缘,而在表面具有与其陈数相等条数的手性边缘态,这些无耗散的金属性边缘态在未来的低功耗、高速电子器件中具有巨大的应用价值。然而,陈数为零,但仍具有非平庸拓扑不变量和无带隙边缘态的二维铁磁拓扑绝缘体尚未有报道。戴瑛教授团队利用微扰理论、紧束缚模型等证明了铁磁拓扑绝缘特性可以存在于二维蜂窝状晶格之中,并预言了二维Na2MnPb是一个潜在的铁磁拓扑绝缘体材料。这个工作增加了人们对磁性体系中拓扑态分类的认识,也为进一步的实验研究提供了材料基础。


近年来,戴瑛教授团队开展了二维磁性拓扑量子态的一系列理论研究,相继发现了混合空间中的磁性拓扑半金属 [Nat. Commun. 10, 31792019Phys. Rev. B1002051162019],二维反铁磁拓扑绝缘体 [Phys. Rev. Lett. 124, 0664012020] 及新的量子反常霍尔绝缘体 [Phys. Rev. B 99, 235119, 2019] 等新奇拓扑量子现象。得到了晶体材料国家重点实验室、国家自然科学基金、山东省重大科技创新工程项目、山东省自然科学基金、山东大学齐鲁青年学者计划和山东省泰山学者计划的支持。


论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/mh/d0mh00803f


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