科学家展示了SMB6是拓扑绝缘体

这位国际科学家队首次证明了SMB6确实是拓扑绝缘体的实验。

SpintRonics是一种新兴的电子领域，其中设备通过操纵电子旋转而不是由其运动产生的电流。该领域可以为计算机技术提供显着的优势。通过称为“拓扑绝缘体”的材料可以实现控制电子旋转，该材料仅在其表面上进行电子，而不是通过它们的内部进行。一种这种材料，钐己酰胺（SMB6）长期以来一直是理想和鲁棒的拓扑绝缘体，但这实际上从未显示过。在自然界通信中，来自Paul Scherrer Institute，IOP（中国科学院）和Hugo Dil的EPFL团队的科学家首次证明了SMB6确实是拓扑绝缘体的实验。

未来电子技术可以利用称为旋转的电子的固有特性，这是给它们它们的磁性特性。旋转可以采取两种可能的状态：“向上”或“向下”，可以分别示出其围绕其轴线的顺时针或逆时针旋转。

通过称为拓扑绝缘体的材料可以实现旋转控制，其可以以100％效率在其表面上传导旋偏电子，而内部用作绝缘体。

然而，拓扑绝缘体仍处于实验阶段。一个特定的绝缘体，纯族己酰胺（SMB6），具有很大的兴趣。与其他拓扑绝缘体不同，SMB6的绝缘性质基于称为“Kondo效应”的特殊现象。Kondo效应可防止电子流量通过材料结构中的不规则销毁，使SMB6成为非常坚固而有效的拓扑“Kondo”绝缘体。

来自Paul Scherrer Institute（PSI）的科学家，物理研究所（中国科学院）和Hugo Dil的EPF队的团队现在已经通过实验显示了撒母虫（SMB6）是第一个拓扑kondo绝缘体。在PSI在PSI进行的实验中，研究人员用一种特殊类型的光线照亮SMB6的样品，称为“同步辐射”。将该光的能量转移到SMB6中的电子，导致它们从中喷射。用探测器测量弹出的电子（包括旋转）的性质，该检测器向线索施加了关于电子如何在SMB6的表面上所表现的。数据显示与拓扑绝缘体的预测一致。

“SMB6是拓扑Kondo绝缘体的唯一真实验证来自直接测量电子旋转以及它在Kondo绝缘体中的影响方式”，Hugo Dil说。虽然SMB6仅在非常低的温度下显示了绝缘行为，但实验提供了原则上的证据，更重要的是，凯索拓扑绝缘体实际存在，将令人兴奋的踏脚石提供给新的技术时代。

这项工作代表了与Paul Scherrer Institute，Swissfel和Mathoratory的Paul Scherrer Institute，Swissfel和Matheratory的协同委员会和方法; Zürich大学Physik-Institut; Ethzürich实验室实验室实验室;北京国家凝聚物物理实验室;中国科学院物理研究所; IFW德累斯顿实体研究所研究所;以及北京普通物质的协作创新中心。该项目和实验工作是由PSI与EPFL直接合作的PSI驱动的。

出版物：N. Xu，等，“SMB6中的旋转纹理直接观察拓扑kondo绝缘体的证据，”自然通信5，物品编号：4566; DOI：10.1038 / ncomms5566

图像：Ecole Polytechniquefédéralede lausanne