指日，南边科技大学理学院量子科学与工程探索院副探索员陈朝宇课题组、物理系副教导刘奇航课题组与物理系副教导刘畅课题组联结探索，发觉了“半磁性拓扑绝缘体”这一清澈的物态。关联处事以题为“Half-MagneticTopologicalInsulatorwithmagnetizationinducedDiracgapatselectedsurface”颁发在顶级物理期刊《物理谈论X》(PhysicalReviewX，IF:14.)上。

频年来，搜求可完成较高温量子失常霍尔效应的磁性拓扑绝缘体是固结态物理探索的一个要紧方位。磁性拓扑绝缘体是一种崭新的量子态，关于某些特定磁组织的拓扑绝缘体，它也许显露“量子失常霍尔效应”和“轴子绝缘态”。量子失常霍尔效应是霍尔效应家属的要紧成员，具备本征的量子化霍尔电导，响应的材料被称为陈绝缘体。它的身形是绝缘的，量子化电导率来自于边沿态导电电子，这类电子通道是无耗散的，可用来计划低功耗电子器件。轴子绝缘体具备特定表面的绝缘做为，其霍尔电导和纵向电导均为零，具备半整数化表面量子失常霍尔效响应拓扑磁电效应。但是，由于不足适合的材料，轴子绝缘体只可经过零霍尔电导平台直接给出。若是也许找到可观看半整数目子失常霍尔效应的材料，则也许给出轴子绝缘体直觉的左证。

年以来，一种内禀的本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4，及MnBi2Te4-(Bi2Te3)n家属为磁性拓扑材料的探索供给了新思绪。但是，经过角分辩光电子能谱仪(angle-resolvedphotoemissionspectroscopy,ARPES)能带衡量发觉，MnBi2Te4、MnBi4Te7和MnBi6Te10(n=0,1,2)表面态能带是险些能干隙的狄拉克锥。此中，MnBi2Te4能干隙的表面态首先由南科大物理系副教导刘畅、刘奇航和量子科学与工程探索院副探索员陈朝宇团队联结探索发觉，已颁发在PhysicalReviewX上[Yu-JieHaoetal.,Phys.Rev.X.9,()]。这使得轴子绝缘体和量子失常霍尔效应的完成碰到了挑战。当今，只管科学家们曾经经过ARPES在其余磁性拓扑材估中观看到能隙翻开的景象，但能隙翻开与磁性的联系未被确认。

量子科学与工程探索院副探索员陈朝宇、物理系副教导刘奇航和物理系副教导刘畅探索团队，经过进一步建立MnBi2Te4与Bi2Te3异质结，完成一种铁磁构型的拓扑绝缘体MnBi8Te13，它维持了MnBi2Te4层的拓扑性和磁性，并且具备低矫顽磁场和异质组织。通太高分辩率激光ARPES的变温测试，他们观看到MnBi8Te13表面态在铁磁相翻开能隙，能隙随温度的升高而增多，并在顺磁相时关上。这是初度在实行上观看到磁性拓扑绝缘体中磁性调控能隙翻开和关上景象（图1）。

图1MnBi8Te13的磁性面，MnBi2Te4层的狄拉克锥（Diraccone）能带（“X”型能带）在铁磁相翻开能隙及能隙巨细随温度的改变

由于MnBi8Te13非凡的超晶格组织，探索组在计划上经过计划上、下表面别离为磁性MnBi2Te4面和非磁性Bi2Te3面的非对称超晶格薄膜（图2），赢得半量子化霍尔电导(e2/2h)。这不只为轴子绝缘体供给直接的左证，并且将有或者完成新的量子态。

图2别离在对称和非对称组织的MnBi8Te13超晶格薄膜中完成整数目子失常霍尔效响应半整数目子失常霍尔效应

此项成就赢得审稿人高度评估，被以为是乐趣且要紧的发觉(Thisisaninterestingandpotentiallyimportantobservation)，并剧烈保举颁发在PRX上(Istronglyre

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