本报讯 最近，物理系薛其坤、陈曦和贾金锋等组成的研究团队，在拓扑绝缘体的实验研究方面取得一系列突破性进展。他们与中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）马旭村领导的研究组合作，利用分子束外延技术，在硅、碳化硅和蓝宝石等单晶衬底上制备出了原子级平整的高质量三维拓扑 绝 缘 体 （Bi2Te3、Bi2Se3和Sb2Te3）薄膜。原位角分辨光电子能谱测量显示，这些薄膜具有本征的绝缘体特征。三维拓扑绝缘体的量子薄膜的实现为理论预言的量子反常霍尔效应、巨大热电效应、激子凝聚等新奇量子现象的研究提供了基础，是在拓扑绝缘体材料制备方面的一个重要进展。利用这些高质量的薄膜材料，他们发现了拓扑绝缘体特有的背散射缺失现象，从实验上证明了拓扑量子态受时间反演对称性的保护，观察到了这种特殊的“两维电子气”在外磁场下的量子化行为（物理学上简称为“朗道量子化”），证明了它具有无质量狄拉克费米子的特征。
　　这一系列的成果先后发表在NaturePhysics、PhysicalReviewLetters和AdvanceMaterial上。其中关于“朗道量子化”工作发表的同时，美国物理学会的 Physics栏 目 发 表Viewpoint专栏文章，专题介绍了这一重要进展。这一系列工作使得该团队成为拓扑绝缘体实验研究领域为数不多的国际领先研究组之一，在国际上产生了广泛影响。在最近一年和未来一年大部分与拓扑绝缘体相关的国际会议上，团队成员受到邀请，已作或即将作报告。
　　在研究过程中，该团队与我校物理系教授王亚愚、朱邦芬，以及中科院、北京大学、香港大学、美国宾州大学的国际国内相关领域专家密切合作。特别值得一提的是，他们还与拓扑绝缘体的场论理论提出者 （该领域的开创人之一）、“千人计划”入选者、我校高等研究院教授张首晟，以及我校校友、斯坦福大学助理教授祁晓亮等建立了理论实验联合攻关小组。
　　目前，该联合攻关小组正全力以赴，力争在拓扑绝缘体的量子反常霍尔效应、Majarona费米子等研究中取得突破。
　　拓扑绝缘体是近几年才发现的一种新的物质形态。拓扑绝缘体的独特性质使其在低能耗电子器件和容错量子计算等领域具有潜在的重要应用价值，有可能对未来的信息技术产生革命性的影响。因此，拓扑绝缘体一经发现就迅速引起物理学、材料科学等领域科学家的极大兴趣，是目前物理学的一个前沿研究方向。（物理系）