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　　記者從中國(guo)科大(da)獲悉，該(gai)校合肥(fei)微尺度物質科學(xue)國(guo)家研究中心喬振(zhen)華教授課題組與其合作者，在理論預言低維體系高(gao)階拓(tuo)撲(pu)絕緣(yuan)體方面(mian)取(qu)得新突破(po)。相關成果日前發表在國(guo)際權威物理學(xue)期(qi)刊《物理評(ping)論快報》上。

　　拓(tuo)撲量(liang)子體(ti)(ti)系是當今凝聚態物(wu)理一(yi)個(ge)備受關注(zhu)的(de)研究領域。近期，結(jie)合對稱性和材料(liao)(liao)數據庫(ku)的(de)高通(tong)量(liang)計算報(bao)道了幾十種二維拓(tuo)撲絕(jue)緣體(ti)(ti)材料(liao)(liao)。其中，絕(jue)大多(duo)數已發(fa)現(xian)的(de)材料(liao)(liao)體(ti)(ti)系可以(yi)被這(zhe)兩種理論模型有效地(di)描述。隨著(zhu)拓(tuo)撲絕(jue)緣體(ti)(ti)這(zhe)一(yi)概念的(de)持續推(tui)廣，使得廣泛存(cun)在于(yu)二維和三維層狀材料(liao)(liao)體(ti)(ti)系中的(de)新型拓(tuo)撲相被不斷發(fa)現(xian)。

　　近年來(lai)的(de)理論(lun)發展將拓撲(pu)相推廣到了高(gao)階：N維高(gao)階絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)的(de)N-1維邊(bian)界(jie)依然絕(jue)(jue)緣(yuan)，但是(shi)(shi)在(zai)N-2維的(de)棱(leng)(leng)邊(bian)或棱(leng)(leng)角(jiao)上具有(you)受拓撲(pu)保(bao)護的(de)電子態。對于一(yi)個二維高(gao)階拓撲(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)，電子在(zai)邊(bian)界(jie)上無法(fa)傳輸，但是(shi)(shi)在(zai)兩個邊(bian)相交的(de)棱(leng)(leng)角(jiao)處，可(ke)以出現零能電子態。然而，這(zhe)種二維高(gao)階拓撲(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)在(zai)凝聚態體(ti)系中尚未被實現。

　　科研人員提出(chu)一種新(xin)的(de)方案來實現(xian)(xian)從一階(jie)(jie)到二(er)階(jie)(jie)拓撲(pu)(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)的(de)操控，即(ji)通過在二(er)維(wei)一階(jie)(jie)拓撲(pu)(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)上誘導(dao)出(chu)面(mian)內磁(ci)矩來實現(xian)(xian)二(er)維(wei)二(er)階(jie)(jie)拓撲(pu)(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)。一階(jie)(jie)拓撲(pu)(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)受時間反演對稱性(xing)保(bao)護(hu);然(ran)而，面(mian)內磁(ci)矩的(de)出(chu)現(xian)(xian)破(po)壞了該對稱性(xing)，使得(de)拓撲(pu)(pu)絕(jue)(jue)緣(yuan)體(ti)變得(de)拓撲(pu)(pu)平庸。同時，導(dao)電(dian)的(de)邊界態也(ye)由(you)于對稱性(xing)被破(po)壞而變得(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)不再導(dao)電(dian)，并(bing)且(qie)在兩個絕(jue)(jue)緣(yuan)的(de)邊界交(jiao)界處，出(chu)現(xian)(xian)了零能電(dian)子態。

　　這項研(yan)究(jiu)成(cheng)果為設(she)計(ji)實現高階拓撲絕緣體提供了(le)堅實的理(li)論依據。