拓扑绝缘体具有金属表面态，是强自旋轨道耦合的结果，表现出独特的表面输运现象。但是这些表面输运在金属体导电的存在下被掩埋。我们采用改进的Bridgman法合成了高质量的Bi $_2$ Te $_2$ Se单晶，在20 K以下具有高的体电阻率$>$ 20~ $Ω$ cm，而体电阻率大部分是惰性的，表面输运占主导地位。在20-300 K温度范围内，电阻率随温度的变化服从带隙半导体的激活规律.我们设计了一种特殊的测量几何结构，其目的是从块体中提取表面输运。将这种特殊的几何结构应用于电阻测量，发现Bi $_2$ Te $_2$ Se单晶在20 K时表现出从体导电到表面导电的转变。同时，该材料也显示出强有力的证据，弱反局域化的磁输运由于对散射的导电表面状态的保护。这种新颖的简单几何结构是一种简单的途径来寻找拓扑绝缘体中表面输运的证据，这是未来自旋电子学应用的有前途的材料。
英文摘要：
Topological insulators are known to their metallic surface states, a result of strong-spin-orbital coupling, that show unique surface transport phenomenon. But these surface transports are buried in presence of metallic bulk conduction. We synthesized very high quality Bi$_2$Te$_2$Se single crystals by modified Bridgman method, that possess high bulk resistivity of $>$20~$Ω$cm below 20~K, whereas the bulk is mostly inactive and surface transport dominates. Temperature dependence resistivity follows the activation law like a gap semiconductor in temperature range 20-300~K. We designed a special measurement geometry, which aims to extract the surface transport from the bulk. This special geometry is applied to measure the resistance and found that Bi$_2$Te$_2$Se single crystal exhibits a cross over from bulk to surface conduction at 20~K. Simultaneously, the material also shows strong evidence of weak anti-localization in magneto-transport due to the protection against scattering by conducting surface states. This novel simple geometry is an easy route to find the evidence of surface transport in topological insulators, which are the promising materials for future spintronic applications.
近年来，反铁磁拓扑绝缘体（TI）MnBi $_2$ Te $_4$的发现引发了人们对新的磁拓扑物理的探索。基于第一性原理计算，我们发现磁性取向和有序度的改变不仅显著影响了MnBi $_2$ Te $_4$中的材料对称性和轨道杂化，而且导致了新的磁性拓扑相的变化.因此，我们预测了一系列不寻常的拓扑量子相变，是磁性可控的材料，包括相变从AFM TI到AFM镜拓扑晶体绝缘体，从II型到I型拓扑Weyl半金属，从轴子绝缘体到陈绝缘体。这些发现为磁性拓扑材料的未来研究和应用开辟了新的机会。
Emergence of a weak topological insulator from the Bi$_x$Se$_y$ family and the observation of weak anti-localization
强拓扑绝缘体的发现导致了凝聚态物理的巨大活动和新型拓扑材料的发现。基于铋的硫族化物是示例性强三维拓扑绝缘体，其在所有表面上具有奇数个无质量狄拉克费米子态。一个与这个概念不同的想法是弱拓扑绝缘体，其中只有某些表面终端主机表面状态的特点是偶数狄拉克锥导致令人兴奋的新物理。然而，在实验上，弱拓扑绝缘体已被证明是难以捉摸的。在这里，我们报告发现了一个弱的拓扑绝缘体（WTI），铋硒，铋硫族化物家庭的间接带隙为42毫电子伏。它的结构单元由铋双层（Bi $_2$）组成，铋双层是夹在两个Bi $_2$ Se $_3$单元之间的已知量子自旋霍尔绝缘体，两个Bi $_2$ Se $_3$单元是三维强拓扑绝缘体。角分辨光电子能谱（ARPES）测量和密度泛函理论（DFT）计算证实了BiSe的弱拓扑绝缘态的存在。此外，我们已经进行了磁输运测量单晶片以及薄膜的BiSe，表现出明显的签名弱反本地化在低温下，符合拓扑绝缘体的属性。
Spin Transport in Antiferromagnetic Insulators Mediated by Magnetic Correlations
我们报告了一个系统的研究自旋输运在反铁磁（AF）绝缘体具有广泛的有序温度范围。自旋电流动态注入从Y3 Fe 5 O 12（YIG）到各种AF绝缘体中的Pt/绝缘体/YIG三层。在AF绝缘体中观察到了强有力的长距离自旋输运，这与AF有序温度具有很强的相关性。我们发现一个惊人的线性关系之间的自旋衰减长度在AF和阻尼增强YIG，表明磁相关的AF绝缘体以及在AF/YIG接口的自旋输运在磁性绝缘体中的关键作用。
Tailoring Exchange Couplings in Magnetic Topological Insulator/Antiferromagnet Heterostructures
磁性拓扑绝缘体，如Cr掺杂的（Bi，Sb）2 Te 3，为实现多功能时间反演破磁物理提供了一个平台。通过在反铁磁CrSb中构建Néel有序异质结构和在Cr掺杂的（Bi，Sb）2 Te 3中构建磁拓扑有序异质结构，实现了可以通过人工结构工程定制的界面磁现象.通过故意的异质结构和超晶格的几何设计，我们证明了反铁磁交换耦合在操纵的拓扑表面大量狄拉克费米子的磁性。这项工作为拓扑绝缘体与反铁磁材料的结合提供了一个新的框架，并为无耗散拓扑反铁磁自旋电子学开辟了新的途径。
