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中國科學院半導體研究所常凱研究組提出利用表面極化電荷在傳統常見半導體材料GaAs/Ge中實現拓撲絕緣體相。通過第一性原理計算和多帶k.p理論成功地證明了GaAs/Ge極化電荷誘導的拓撲絕緣體相，這為拓撲絕緣體的器件應用又向前推進了一步。 拓撲絕緣體是目前凝聚態物理的前沿熱點問題之一。它具有獨特的電子結構，在體內能帶存在能隙，表現出絕緣體的行為;表面或邊界的能帶是線性的無能隙的Dirac錐能譜，因而是金屬態。這種量子物態展現出豐富而新奇的物性，如量子自旋霍爾效應、磁電耦合、量子反常霍爾效應等。由于這種新奇的物性源自自旋軌道耦合，因而目前所知的拓撲絕緣體都是含有重原子的窄能隙半導體體系，如HgTe,Bi2X3(X=Se,Sb,……)和Heusler合金等材料。這兩個約束極大地限制拓撲絕緣體家族的擴展，而這些材料不夠成熟的生長制備工藝則阻礙了拓撲絕緣體潛在的器件應用。 常凱研究組繼前期首次打破窄能隙和重元素的限制，在常......閱讀全文
拓撲絕緣體已成為材料研究領域中的“明星”，吸引著眾多科學家的目光，理論和實驗兩方面的研究工作進展都極為迅速。拓撲絕緣體是一種新奇的量子物態，具有絕緣體和導體雙重特性，通過引入超導序和鐵磁序，拓撲絕緣體可能在量子計算機和自旋電子學等領域有著潛在的廣泛應用。然而，要實現這些應用，首先
【導語】作為一家世界領先的高科技系統設備供應商，牛津儀器將創新視為公司發展的生命線與業務的核心，自1959年以來科技創新一直是牛津儀器公司發展和成功的關鍵；作為一個獎項的設立者，牛
截止2019年10月10日，浙江大學在Cell，Nature及Science上發表了7篇重要研究成果，iNature系統總結了這些成果： 【1】高熵合金是一類材料，其中包含五個或更多近似等原子比例的元素。它們非常規的成分和化學結構有望實現前所未有的機械性能組合。這類合金的合理設計取決于對幾乎無
拓撲絕緣體是近年來凝聚態物理的研究熱點之一。這類材料不同于傳統的“金屬”和“絕緣體”，其體內部為有能隙的絕緣態，其表面則是無能隙的金屬態。這種金屬表面態是由其內在電子結構拓撲性質決定的，受時間反演不變性的保護，因而受缺陷、雜質等外界影響較小。目前，理論上預言的拓撲絕緣體都是半導體材料，電子間的關
近年來，拓撲絕緣體材料以其獨特的物性吸引了科學界廣泛的研究關注。這類材料內部是絕緣體，而在邊界或/和表面則顯示出金屬的特性。這種獨特的性質無法按照傳統的材料分類方法來區分。其能帶結構由Z2拓撲不變量來刻畫。目前人們注意力集中在拓撲絕緣體塊材的制備和輸運性質研究方面。相對而言，拓撲絕緣體納米結構的
不同于傳統意義上的“金屬”或“絕緣體”，拓撲絕緣體代表一種全新的量子物態：它的體態是有能隙的半導體/絕緣體，表面則表現為沒有能隙的金屬態。這種完全由材料體態電子結構的拓撲性質所決定的表面態，由于受到對稱性的保護，基本不受雜質或無序的影響，因此非常穩定。拓撲絕緣體的研究對探索和發現新的量子現象，以
拓撲絕緣體是目前凝聚態物理的前沿熱點問題之一。它具有獨特的電子結構，它在體內能帶存在能隙，表現出絕緣體的行為；表面或邊界的能帶是線性的無能隙的Dirac錐能譜，因而是金屬態。這種量子物態展現出豐富而新奇的物性，如量子自旋霍爾效應、磁電耦合、量子反常霍爾效應等。由于這種新奇的物性源
拓撲絕緣體(Topological Insulator)是一種新奇的物質狀態，它的體相是絕緣態而表面卻是零帶隙的金屬態。尤其它的表面是受拓撲保護的導電態，不受非磁性雜質和晶體缺陷的干擾，因而在無損耗的量子計算和新奇的自旋電子器件等領域具有重要的應用價值。時間反演對稱性保護的三維拓撲絕緣體如B
3年前，美國普林斯頓大學的一個研究小組發現了三維拓撲絕緣體，這是一種金屬表面的奇怪絕緣體，雖然它獨特的屬性具有很大應用潛力，但用于量子計算機卻并非理想材料。兩年來，科學家經過不斷探索，完全扭轉其性質，使之成為表面是金屬、內部卻具有超導性的拓撲超導體。這種新材料的發現有望發展出新一代電子
圖1：量子霍爾效應（左）與量子化反常霍爾效應（右）的比較示意圖 最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室方忠、戴希研究組在無需外磁場的量子霍爾效應研究中取得重要進展。本工作發表在《科學》雜志上【R.Yu,et.al., Science, 3June2010
最近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）靳常青研究組和方忠研究組密切合作，在拓撲化合物研究中取得新進展。相關工作發表在美國《國家科學院院刊》上【Proc. Natl Acad. Sci. (PNAS) 108, 24 (2011);doi: 10.1073/pnas
據物理學家組織網10月14日報道，中美科學家攜手合作，為未來的電子設備研發出一類名為拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊報告稱，他們在一個超高真空腔內，分別在砷化鎵(GaAs)粗糙和光滑的表面，種植出了兩類拓撲絕緣體材料，并對它們輸送電子的能力進行了評估。相關研究發表在最新一期的美國物理聯合會
據物理學家組織網10月14日報道，中美科學家攜手合作，為未來的電子設備研發出一類名為拓撲絕緣體(TI)的電導體。該研究團隊報告稱，他們在一個超高真空腔內，分別在砷化鎵(GaAs)粗糙和光滑的表面，種植出了兩類拓撲絕緣體材料，并對它們輸送電子的能力進行了評估。相關研究發表在最新一期的美國
最近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）姚裕貴研究員以及博士生劉鋮鋮、馮萬祥采用第一性原理，系統地研究了硅烯的晶體結構、穩定性、能帶拓撲和自旋軌道耦合打開的能隙，預言了在硅烯中可以實現量子自旋霍爾效應。 近幾年來，拓撲絕緣體的研究在世界范圍內飛速發展，并成為凝
一個由中國吉林大學、美國華盛頓卡內基研究所等單位研究人員組成的國際小組合作，通過對一種半導體施加壓力，將其轉變成了“拓撲絕緣體”(TI)。這是首次用壓力逐漸“調節”一種材料，讓它變成了拓撲絕緣狀態，也為先進電子學應用領域尋找TI材料開辟了新途徑。相關論文在線發表于《物理評論快報》上。 拓撲
Alexey Shuvaev, Andrei Pimenov, Florian Aigner, Georgy Astakhov, Mathias Mühlbauer, Christoph Brüne, Hartmut Buhmann and Laurens W. Molenkamp通過導通光
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員姜鵬、中科院院士包信和團隊與副研究員周傳耀、中科院院士楊學明團隊，以及大連理工大學教授曹暾合作，在納米熱電材料的等離激元研究中取得新進展，相關成果發表在《納米快報》（Nano Letters）上。 Bi2Te3是研究最為廣泛的熱電材料之一，因其具有奇異的
美國猶他大學的研究人員創建出一種新的，其可作為硅半導體頂部金屬層的特殊材料，將使超高速計算機在室溫下執行快速運算成為可能。該項研究成果刊登在近日美國《國家科學院學報》上。 這種新的拓撲絕緣體，其里面猶如絕緣體，而其外部可導電，為量子計算機和快速自旋電子元件鋪平了道路。 量子計算機是一種遵循量
美籍華人物理學家張首晟3月20日晚在日內瓦接受新華社記者專訪時說，內部絕緣、表面卻導電的拓撲絕緣體將來有望在信息行業中得到重要應用，幫助信息行業克服發展瓶頸，并有可能將信息社會帶到更高層次。 20日晚，張首晟與同事查爾斯·卡內、勞倫斯·莫蘭坎普因拓撲絕緣體理論預言及實驗發現在日內瓦獲
未來的世界，是科技在改變生活；未來的中國，科技在重塑增長。2017年伊始，網易科技聯合“未來論壇”推出“十大頂尖科學家預言未來”系列策劃，獨家專訪了人工智能、生命科學、物理學、天文學、化學等近十大領域最頂尖的華人科學家，傾聽他們對未來的預言。在這些預言的背后，他們憑借著自己的深厚學識，發出對人類
硅谷在不久的未來也許就要更名了，美國科學家已證實，碲化鉍可大大提高計算機芯片的運行速度和工作效率。使用現有半導體技術，此種材料即可允許電子在室溫條件下無能耗地在其表面運動，這將給芯片的運行速度帶來飛躍，甚至可能會成為以自旋電子學為基礎的下一代全新計算機技術的基石。 此項發現是美國能源部斯坦
《麻省理工科技評論》于 2016 年正式落地中國，次年，“35 歲以下科技創新 35 人” （Innovators Under 35）中國榜單正式發布！四年成長、四屆榜單，我們持續關注和發掘中國科技發展中不斷崛起的新興力量。從實驗室里最新的技術研發成果，到各前沿領域的科技創業者們所取得的里程碑式
2019年即將結束，中國學者總共在Cell，Nature及Science發表了180項研究成果，其中生命科學領域有105篇，材料學有30篇，化學有12篇，地球科學有15篇，物理學有18篇。我們盤點一下材料學： 按雜志來劃分：Cell 發表了0篇，Nature 發表了11篇，Science 發表
探明宇宙演化、物質結構、生命起源和認知機理是人類永恒的追求，這些基礎科學領域的突破往往能從根本上改變我們對時間、空間和物質運動規律的認識，催生變革性技術，開創物質文明的新時代。20世紀創建的相對論和量子力學打破了經典物理學絕對的時空觀和粒子運動必須有軌跡的觀念，揭示了時空性質與物質、運動的聯系，
縱觀歷史，以材料劃分年代是一大特色，如石器、青銅器、鐵器時代等，這足以說明人類文明與材料的關系。今天，我們周圍的物質世 界發生了天翻地覆的變化，最新穎的智能手機、最新型的平板電腦、最時尚的可穿戴電子器件都充滿了時代感。然而，無論是谷歌眼鏡、阿特拉斯機器人、synapse芯片、人造樹葉、遠程醫療
物理與材料學領域 【1】2019年12月11日，中科院物理所張余洋、丁洪及高鴻鈞共同通訊在Science 在線發表題為“Nearly quantized conductance plateau of vortex zero mode in an iron-based superconducto
近幾年來，在拓撲非平庸的鐵基超導材料中研究馬約拉納零能模是凝聚態物理學家關注的前沿問題之一。近期，中國科學院院士、中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心研究員高鴻鈞團隊和物理所研究員丁洪團隊、北京師范大學教授殷志平團隊、美國麻省理工學院教授傅亮團隊合作，在自摻雜的雙層鐵基超導體CaKFe4
“十三五”期間，通過支持我國優勢學科和交叉學科的重要前沿方向，以及從國家重大需求中凝練可望取得重大原始創新的研究方向，進一步提升我國主要學科的國際地位，提高科學技術滿足國家重大需求的能力。各科學部遴選優先發展領域及其主要研究方向的原則是： （1）在重大前沿領域突出學科交叉，注重多學科協同攻關，
在國家基金委和中科院創新工程的支持下，半導體研究所常凱研究員和博士生朱家驥與美國斯坦福大學物理系張首晟教授合作，從理論上研究了BiSe等材料表面磁性全電控制的可能性。 通過控制載流子濃度以控制材料磁性是半導體自旋電子學領域的一個重要研究方向。這種控制方案已經在稀磁半導體GaM
由中國科學院半導體研究所半導體超晶格國家重點實驗室科研人員張昕和譚平恒撰寫的關于不同類型層狀材料的拉曼散射光譜的綜述論文，近日在Nanoscale 發表(Xin Zhang, Qing-Hai Tan, Jiang-Bin Wu, Wei Shi and Ping-Heng Tan, Nanos