物理学家终于造出十多年前预言的“量子材料”

这项突破性研究由新疆大学副教授克孜尔别克·绍吾列努领衔，并与芬兰阿尔托大学彼得·利勒罗特教授和何塞·拉多教授团队合作完成。研究人员利用分子束外延技术，在二硒化铌（NbSe₂）衬底上生长出仅两层原子厚的锡碲（SnTe）薄膜。通过低温扫描隧道显微镜观测，他们首次在该超薄晶体中清晰观测到成对的、沿材料边缘传导的电子态——这是拓扑晶格绝缘体的关键特征。这类边缘态受晶体对称性保护，电子可无散射地沿边界运动。研究进一步发现：衬底对锡碲薄膜产生压缩应变，正是这种应变稳定了其拓扑量子态；更重要的是，改变应变大小即可动态调控边缘态，实现对材料电子行为的‘按需调谐’。第一性原理计算证实这些边缘态具有本征拓扑起源；同时，相邻边缘态之间还存在静电作用与量子隧穿共同导致的能量偏移。由于该材料带隙较大（超过0.2电子伏特），其拓扑性质在室温下依然稳定，有望成为发展应变可调二维拓扑材料的理想平台，助力自旋电子学器件和纳米尺度量子器件的实际应用。研究成果发表于《自然·通讯》期刊。