来自芬兰于韦斯屈莱大学和阿尔托大学的物理学家们成功创造了一种二维拓扑晶体绝缘体，标志着科学家们预测超过十年的量子材料的首次实验实现。至今，生产这种材料的努力因开发合适材料的困难而受阻。此次突破由副教授Kezilbeiek Shawulienu牵头，并与阿尔托大学的研究人员合作，包括彼得·利尔约特教授和何塞·拉多教授。该团队通过在铌二硒（NbSe2）基底上生长仅由两层碲化锡（SnTe）组成的原子级薄膜，成功制造出该材料。原子级薄膜揭示独特的量子态为了研究材料的性质，研究人员使用了分子束外延结合低温扫描隧道显微镜，允许他们以原子级精度探测其电子行为。他们的测量揭示了导电边缘态的对，这是一种拓扑晶体绝缘体的特征。这些特殊通道使电子能够沿着材料的边缘移动，并受到晶格对称性的保护。应变控制材料的量子特性导电边缘态出现在超过0.2电子伏特（eV）的大电子带隙中。研究团队发现，碲化锡薄膜因基底的压缩而产生应变，这对稳定材料的拓扑状态至关重要。更重要的是，研究人员证明这些边缘态可以通过改变应变来调整，为未来技术调节材料的电子行为提供了实用的方法。未来量子电子学的潜力第一性量子力学计算确认观察到的边缘态具有拓扑起源。团队还检查了相邻边缘态之间的相互作用，发现由于静电相互作用和量子隧穿的结合，其能量水平发生了变化。由于该材料具有相对较大的带隙，其拓扑特性预计在常温下仍然稳定。这使其成为探索可调应变二维拓扑态的有前景平台，并可能支持未来自旋电子学和纳米级设备的进展。这一发现发表在《自然通讯》期刊上。