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lfaitaoyao

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[交流] 中科大Bi2Se3二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长取得新进展

类石墨烯层状结构的Bi2Se3因其简单的能带结构、远大于室温的能量涨落体带隙，被认为是最有前景的拓扑绝缘体材料之一。拓扑绝缘体是一种近几年被发现的新型量子物质态，在能量无耗传输、自旋电子学以及量子计算机等方面有着很大的应用前景。拓扑绝缘体除了奇异的不受缺陷和非磁性杂质散射的拓扑表面态外，若在其中引入一个螺旋位错的线缺陷，还可能会产生一对拓扑保护的一维螺旋态，从而创造一条完美的导电通道。曾杰教授课题组基于特色的可控制备手段，从晶体生长的动力学理论出发，通过将反应体系维持在极低的过饱和条件下，使Bi2Se3在成核过程中产生螺旋位错的缺陷，从而诱导层状材料进行双向的螺旋生长，打破Bi2Se3本征的晶体生长模式。此外，研究人员还通过对螺旋生长速度的控制，合成出不同发展程度的螺旋结构，从中阐明了二维层状材料的螺旋生长机理。这项研究为实现一维拓扑螺旋态提供了材料基础，有助于促进Bi2Se3在拓扑绝缘体、热电以及催化等方面的新发展。此外，探索螺旋生长的方式对于合成其他二维层状材料的螺旋结构，从而调制材料的物理性能也有重要的指导意义。

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