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材料学院孙志梅教授课题组成果在国际权威刊物上发表
发布时间: 2012-09-25
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最近,我校材料学院孙志梅教授课题组研究发现了超晶格拓扑绝缘体,在拓扑绝缘体的研究中取得了重要进展。研究成果由我校作为第一作者单位和通讯作者单位发表在国际权威期刊《物理评论快报》上 (Topological Insulating in GeTe/Sb2Te3 Phase-Change Superlattice, Phys.Rev.Lett.109, (2012)096802)。论文第一作者是我校2010级博士生萨百晟。该研究得到了国家自然科学基金委、教育部、福建省等相关项目的支持。

  拓扑绝缘体是一种新的量子物质态,完全不同于传统意义上的“金属”和“绝缘体”。这种物质态的体电子态是有能隙的绝缘体/半导体,而其表面则存在着穿越能隙的狄拉克型电子态,总是金属性的。拓扑绝缘体的表面金属态完全是由材料的体电子态的拓扑结构决定,是由对称性所决定的,与表面的具体结构无关。因此,它的存在非常稳定,基本不受杂质与无序的影响,在自旋电子学和量子计算等领域有极大的应用潜力。拓扑绝缘体的研究是当前凝聚态物理的热点问题,具有重要的意义。

  目前发现的拓扑绝缘体均为化合物材料,孙志梅教授课题组与日本先进工业科学与技术研究所和瑞典乌普萨拉大学合作,构建了(GeTe)n(Sb2Te3)m (n, m为整数)超晶格材料,利用第一性原理方法深入研究了其拓扑绝缘行为,预测了该类超晶格材料的拓扑绝缘特性,并揭示了其本质;研究还发现随着m/n比值的增加,该类超晶格材料的拓扑绝缘性将会消失。该研究结果拓展了拓扑绝缘体的类型,具有重要的理论意义。同时,由于(GeTe)n(Sb2Te3)m可作为相变随机存储器的存储材料,该研究成果为发展具有量子计算和相变数据存储的新型存储器件提供了理论基础。

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