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諾獎材料，風(fēng)光依舊！18篇Nature/Science告訴你這個諾獎材料有多火！

2020-02-17 13:14:30 作者：eric 來源：材料人分享至：

10 Nature: 三維光子拓?fù)浣^緣體的實(shí)現(xiàn)

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浙江大學(xué)陳紅勝教授課題組和新加坡南洋理工大學(xué)Baile Zhang教授、Yidong Chong教授課題組證明了三維拓?fù)浣^緣體的經(jīng)典光子模擬。三維拓?fù)涔庾訋兜膶?shí)現(xiàn)為各種拓?fù)涔庾悠骷蜷_了大門，同時也為研究2D以外的拓?fù)淞孔庸鈱W(xué)提供了機(jī)會。目前3D SRR制造的進(jìn)展表明，在太赫茲和紅外波段工作的頻率是可行的。基于全介質(zhì)超材料的實(shí)現(xiàn)可允許在光學(xué)區(qū)域中使用3D光子拓?fù)浣^緣體。研究人員在這里主要研究電磁波的光子晶體，但是類似的晶格設(shè)計也可以應(yīng)用于其他的玻色子系統(tǒng)，例如聲學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0829-0

11 Nature: 一維碘化鉍的弱拓?fù)浣^緣體狀態(tài)

東京大學(xué)Takeshi Kondo和東京工業(yè)大學(xué)T. Sasagawa等人提供了碘化鉍β-Bi4I4中拓?fù)浣^緣體（WTI）可能有幾個不同的科學(xué)和技術(shù)影響。考慮到這種迷人的狀態(tài)被視為QSH絕緣體的3D模擬，并且可以在3D晶體的寬側(cè)表面上產(chǎn)生高度定向的自旋電流，該發(fā)現(xiàn)將刺激對奇異量子現(xiàn)象的進(jìn)一步深入研究。特別地，通過選擇拓?fù)浠蚍峭負(fù)涞木啵梢栽谑覝刈笥铱刂启敯糇孕娏鞯某霈F(xiàn)。因此，研究人員的實(shí)驗(yàn)觀察可能會引發(fā)對QSH絕緣體的3D類似物的基礎(chǔ)和技術(shù)研究，也許會導(dǎo)致新的電子和自旋電子學(xué)技術(shù)。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-0927-7#auth-22

12 Nature: 量子霍爾山谷系統(tǒng)中相互作用的多通道拓?fù)溥吔缒Ｊ?/strong>

普林斯頓大學(xué)Ali Yazdani等人研究了谷極化QHFM態(tài)可以在多種材料中實(shí)現(xiàn)，不僅為研究不同類型的Luttinger液體提供了機(jī)會，而且也為探索它們之間的連接方式提供了機(jī)會。這些二維系統(tǒng)自然地適合于STM研究，類似于這里所進(jìn)行的那些研究，它們既能可視化電子疇壁，又能探測其相關(guān)邊界模的特性。此外，Bi（111）空穴態(tài)為所有三個向列相取向的疇結(jié)構(gòu)提供了一個有趣的機(jī)會。最后，在向列相QHFMs中應(yīng)用原位應(yīng)變來控制疇壁的位置，打開了疇壁動力學(xué)成像的可能性，并使這些邊界模式更易于其他測量，包括傳輸研究。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-0913-0#article-info

13 Nature: 調(diào)控量子材料新突破

美國普林斯頓大學(xué)Hasan課題組殷嘉鑫等與中國科學(xué)院物理研究所王文洪團(tuán)隊(duì)，波士頓學(xué)院汪自強(qiáng)團(tuán)隊(duì)等團(tuán)隊(duì)揭示了Fe3Sn2中基于矢量場的能量轉(zhuǎn)移和破缺對稱性之間的對應(yīng)關(guān)系，這證明了旋轉(zhuǎn)軌道kagome磁體中異常大且各向異性的磁可調(diào)諧性，并指向一個潛在的相關(guān)磁拓?fù)浠鶓B(tài)。這項(xiàng)工作的新穎之處在于它的自旋軌道可調(diào)性和戈美材料的巨大響應(yīng)。研究人員通過控制矢量場操縱對電子激發(fā)的空間動量探索是探索弱相互作用Z2拓?fù)浣^緣體以外的拓?fù)湮镔|(zhì)物理的有力工具。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0502-7

14 Science: 單層拓?fù)浣^緣體中門控電壓誘導(dǎo)的超導(dǎo)性

加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)Joshua A.Folk團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在單層WTe2中，從2D拓?fù)浣^緣體到超導(dǎo)狀態(tài)的相變發(fā)生在如此低的載流子密度下，以致于很容易被簡單的靜電門誘導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致可連接的超導(dǎo)電路，并提供了在單一材料中開發(fā)拓?fù)涑瑢?dǎo)器件的潛力，而不是目前所需的混合結(jié)構(gòu)。同時，研究人員推測摻雜使單層WTe2中的平衡有利于超導(dǎo)電性，遠(yuǎn)離競爭性的絕緣電子有序。

文獻(xiàn)鏈接：https://science.sciencemag.org/content/362/6417/922

15 Science: 單層拓?fù)浣^緣體中的電可調(diào)式低密度超導(dǎo)

美國麻省理工學(xué)院PabloJarillo-Herrero和Sanfeng Wu團(tuán)隊(duì)等報道了由電場效應(yīng)引起的單層拓?fù)浣^緣體WTe2的本征超導(dǎo)電性。這種單層過渡金屬二羥基化合物最近被建立為量子自旋霍爾絕緣體，具有高達(dá)100開爾文的強(qiáng)邊輸運(yùn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果指向一個令人興奮的可能性，創(chuàng)建一個2D晶體為基礎(chǔ)的拓?fù)涑瑢?dǎo)體使用鄰近效應(yīng)。此外，范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以用來研究超導(dǎo)電性、磁性和拓?fù)鋵W(xué)之間的相互作用，這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)將單層WTe2與最近發(fā)現(xiàn)的二維層狀鐵磁體等材料結(jié)合起來。

文獻(xiàn)鏈接：https://science.sciencemag.org/content/362/6417/926

16 Science: 觀察到無序原子線中安德森拓?fù)浣^緣體

伊利諾伊大學(xué)香檳分校Taylor L.Hughes、Bryce Gadway和巴塞羅那科技學(xué)院 PietroMassignan團(tuán)隊(duì)通過對超冷原子的離散量子態(tài)之間的多個躍遷同時進(jìn)行相干控制，設(shè)計出具有精確可控?zé)o序的一維手性對稱線來實(shí)現(xiàn)無序驅(qū)動的拓?fù)湎?拓?fù)浒驳律^緣體（TAI）。該發(fā)現(xiàn)將使未來研究無序拓?fù)湎到y(tǒng)的量子臨界性成為可能。結(jié)合隧道相和人工規(guī)范場的設(shè)計能力，本文的技術(shù)可以擴(kuò)展到無序量子霍爾系統(tǒng)的研究。雖然該文目前的研究局限于相互作用相對不重要的領(lǐng)域，但是在合成動量空間晶格中存在的強(qiáng)相互作用將有助于未來對強(qiáng)相互作用拓?fù)淞黧w的研究。

文獻(xiàn)鏈接：https://science.sciencemag.org/content/362/6417/929

17 Science: 分子石墨烯拓?fù)涔こ痰牧孔訂挝?/strong>

牛津大學(xué)Lapo Bogani團(tuán)隊(duì)證明了拓?fù)浼舨脙?yōu)異性能，其可在分子石墨烯納米結(jié)構(gòu)中帶來出色的量子性能。研究人員從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了碳基納米結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越量子性能的可能性。在導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)（如納米帶和石墨烯片）中加入化學(xué)物質(zhì)，或?qū)⒍鄠€分子融合成雙量子點(diǎn)和多量子點(diǎn)，為在下一代光電、電和生物活性系統(tǒng)中使用量子效應(yīng)開辟了道路。同時提供了一個合理的合成途徑，為石墨烯量子單元添加任何期望的功能，為量子納米材料的光學(xué)和磁性開辟了前所未有的多種選擇。

文獻(xiàn)鏈接：https://science.sciencemag.org/content/366/6469/1107

18 Nature: 變形超材料的多步自導(dǎo)路徑

荷蘭萊頓大學(xué)Corentin Coulais等人證明了基于屈曲和自接觸的機(jī)械開關(guān)修飾的層次結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了對缺陷魯棒的自導(dǎo)向拓?fù)渲貥?gòu)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計是純幾何的，因此可以應(yīng)用于一系列的規(guī)模化；同時它們也是被動的，減輕了外部控制的需要。研究人員希望他們的方法能夠提高可重構(gòu)材料、軟機(jī)器人、折紙超材料和可拉伸電子產(chǎn)品的潛力。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0541-0

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