拓扑绝缘体是最近发现的一类具有迷人特性的材料：虽然固体的内部是绝缘的，但基本的对称性考虑要求表面是金属的。金属表面态显示出非常规的自旋织构、电子动力学和稳定性。最近，表面只有一个单一的狄拉克锥色散受到特别的关注。这些被预测为许多新的物理现象，如马约拉纳费米子，磁单极子和非常规超导性的主机。当拓扑表面状态位于磁场或电场、（超导）金属附近时，或者如果材料处于受限几何形状时，这种效应将主要发生。在这里，我们表明，带弯曲附近的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$的表面引起的二维电子气（2DEG）的形成。二维电子气，著名的半导体表面和界面，它形成的基础上的整数和分数量子霍尔效应，二维超导性，和大量的实际应用，共存的拓扑表面状态在Bi $_2$ Se $_3$。这导致了一种独特的情况，即拓扑和非拓扑，容易调谐和潜在的超导，金属状态被限制在同一空间区域。
英文摘要：
Topological insulators are a recently discovered class of materials with fascinating properties: While the inside of the solid is insulating, fundamental symmetry considerations require the surfaces to be metallic. The metallic surface states show an unconventional spin texture, electron dynamics and stability. Recently, surfaces with only a single Dirac cone dispersion have received particular attention. These are predicted to play host to a number of novel physical phenomena such as Majorana fermions, magnetic monopoles and unconventional superconductivity. Such effects will mostly occur when the topological surface state lies in close proximity to a magnetic or electric field, a (superconducting) metal, or if the material is in a confined geometry. Here we show that a band bending near to the surface of the topological insulator Bi$_2$Se$_3$ gives rise to the formation of a two-dimensional electron gas (2DEG). The 2DEG, renowned from semiconductor surfaces and interfaces where it forms the basis of the integer and fractional quantum Hall effects, two-dimensional superconductivity, and a plethora of practical applications, coexists with the topological surface state in Bi$_2$Se$_3$. This leads to the unique situation where a topological and a non-topological, easily tunable and potentially superconducting, metallic state are confined to the same region of space.
Coexistence of Surface Ferromagnetism and Gapless Topological State in MnBi$_2$Te$_4$
表面磁性及其与电子结构的相关性对于理解内禀磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$的无带隙拓扑表面态是至关重要的。在这里，使用静态和时间分辨角分辨光电子能谱（ARPES），我们发现了一个显着的ARPES强度变化与间隙开放的拉什巴样导带。与模型模拟的比较强烈地表明，解理MnBi $_2$ Te $_4$的表面磁性与其体相状态相同。表面铁磁性和无带隙TSS的共存揭示了MnBi $_2$ Te $_4$的新的复杂性，这可能是负责剥离的MnBi $_2$ Te $_4$的低量子反常霍尔温度。
Coexistence of Superconductivity and Antiferromagnetism in Topological Magnet MnBi2Te4 Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
Coexistence of Ferromagnetism and Topology by Charge Carrier Engineering in intrinsic magnetic topological insulator MnBi4Te7
本征磁性拓扑绝缘体（MTIs）MnBi 2 Te 4和MnBi 2 Te 4/（Bi 2 Te 3）n有望实现高温量子反常霍尔效应（QAHE）和无耗散电输运。人们在这一领域做了大量的工作，但仍然缺乏理想的具有铁磁（FM）基态磁有序的MTI候选物。在这里，我们展示了一个MTI样品的Mn（Bi 0.7Sb 0.3）4 Te 7，它持有的FM基态和拓扑非平凡的共存。利用原子力显微镜有序化技术，通过在MnBi_4 Te_7基体中引入Sb元素，实现了载流子工程化过程对磁性的显著调制。通过磁性测量和理论计算，系统地研究了Mn（Bi 1-xSbx）4 Te 7的磁性演化. x = 0.3的FM样品的清晰的拓扑表面态也被角分辨光电子能谱所证实。我们还知道，x = 0.3的FM样本接近电荷中性点。因此，本征FM-MTI的Mn（Bi_（0.7）Sb_（0.3））_4 Te_7在本工作中的演示为QAHE实现和优化的进一步研究提供了启发。
Coexistence of near-EF van Hove singularity and in-gap topological Dirac surface states in superconducting electrides
Institute of High-Pressure Physics and School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学高压物理研究所和物理科学与技术学院）；Department of Physics, School of Science, Hebei University of Science and Technology（河北科技大学理学院物理系）；School of Physics and Beijing Key Laboratory of Optoelectronic Functional Materials & MicroNano Devices, Renmin University of China（中国人民大学物理学院与北京光电功能材料与微纳器件重点实验室）；Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学量子态构建与调控教育部重点实验室）
Distinct multiple fermionic states in a single topological metal
在最近引起人们兴趣的量子材料中，有拓扑狄拉克/外尔半金属，其中传导带和价带在倒易（k）空间中的点处接触，以及狄拉克三线半金属，其中这些带沿着k空间中的线或环接触。然而，在同一种材料中多个费米子相的共存还没有得到证实。利用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理电子结构计算，对金属拓扑量子材料Hf 2 Te 2 P进行了系统的研究。我们的研究发现了在单一狄拉克材料中罕见且从未观察到的各种性质。我们观察到弱和强拓扑表面态在同一材料中共存，有趣的是，在相同的动量位置。我们的第一性原理计算揭示了沿高对称方向的一维Dirac交叉{Dirac节点弧}，并得到了ARPES测量的证实.这种新的状态是与一个弱的拓扑绝缘体的表面带面内的时间反演不变性的保护。因此，三元化合物Hf 2 Te 2 P成为一个有趣的平台，以研究在一种材料中的多个费米子态的共存和竞争。
Coexistence of Chiral Majorana Edge States and Bogoliubov Fermi Surfaces in Two-Dimensional Nonsymmorphic Dirac Semimetal/Superconductor Heterostructures
Controlling and distinguishing electronic transport of topological and trivial surface states in a topological insulator
拓扑绝缘体（TI）是一类具有狄拉克-费米子拓扑表面态（TSS）特征的新型电子材料，在新物理和器件应用方面具有广阔的应用前景。然而，现实的TI材料的主要挑战是访问，区分和操纵TSS的电子输运经常被其他可能的平行传导通道所掩盖，所述其他可能的平行传导通道包括体以及由于体带的弯曲而在表面附近形成的二维电子气（2DEG）。这样的（薛定谔-费米子）2DEG代表拓扑平凡的表面状态，其共存的TSS已被揭示的角度分辨光电子能谱。在这里，我们表明，表面条件的简单操作可以用来访问和控制这两种类型的表面状态和它们的共存体绝缘Bi 2 Te 2Se，其表面导电突出表现在温度相关的电阻和非局部运输。平凡的二维电子气和TSS在磁电阻中都表现出明显的Shubnikov-de Haas振荡，不同的Berry相位~0和~pi区分了它们不同的拓扑特征。我们还报告了偏离典型的弱反定位行为，可能是由于高流动性TSS。我们的研究能够区分，控制和利用不同拓扑性质的TI表面载流子的电子输运。
Intertwined Ferroelectricity and Topological State in Two-Dimensional Multilayer
铁电性和能带拓扑的相互交织将使拓扑状态的非易失性控制成为可能，这对于具有低能耗和高响应速度的纳米电体具有重要意义。然而，设计新系统的原理尚不清楚，并且缺乏实现两个参数命令共存的可行方法。本文提出了一种基于第一性原理计算的滑动拓扑多层膜设计二维铁电拓扑绝缘体的通用方法。以三层Bi2Te3为模型系统，研究了在基于van der Waals多层膜的二维拓扑绝缘体中，通过特定的层间滑动可以诱导出面内和面外铁电性，从而实现铁电性和拓扑有序的共存.序参量的强耦合使得拓扑态对极化翻转敏感，实现了拓扑性质的非易失性铁电控制。所揭示的设计准则和铁电拓扑耦合不仅对二维晶格中耦合铁电和拓扑物理的基础研究有用，而且还使纳米器件中的新应用成为可能。
