日前，《國家科學評論》（National Science Review, NSR）公布了2021年度優秀論文評選結果。beat365官方网站量子材料科學中心2017級博士研究生葛軍、2016級博士研究生劉彥昭，清華大學物理系2015級博士研究生李佳恒、材料學院2016級博士研究生李昊為共同第一作者，beat365官方网站王健教授、清華大學物理系徐勇教授為共同通訊作者的論文《高陳數和高溫無朗道能級的量子霍爾效應》（High-Chern-number and high-temperature quantum Hall effect without Landau levels）榜上有名。

新一輪科技革命亟需出現物理學等領域的重大突破和新一代信息技術等領域的重大變革。當前制約集成電路集成度的核心難題在于器件工作中不可避免的發熱。無耗散的拓撲邊緣态可在宏觀尺度保持電子的量子特征，從而可用于設計和構築基于全新原理的電子器件。然而，在前期量子反常霍爾效應（陳絕緣體态）研究中僅能觀測到一個無耗散拓撲邊緣态（陳數為1），且需要極低溫的工作環境，這極大限制了其在低耗散電子器件等信息技術領域的應用。因此，如何提高工作溫度以及如何實現多個無耗散手性邊緣态，是陳絕緣體态研究的關鍵，也是實現拓撲量子物态實際應用的重要突破口。

王健課題組與合作者首次在本征磁性拓撲材料錳铋碲（MnBi2Te4）中發現了陳數為2的高陳數陳絕緣體态，以及工作溫度高達45 K的高溫陳絕緣體态（陳數為1），将這一量子态的工作溫度提升了一個數量級。該研究為探索液氮溫度乃至室溫下的奇異拓撲量子物态和拓撲相變開辟了新途徑，有望為未來物理、材料、信息科技領域的重大突破和變革提供科學基礎。2020年4月底，上述工作發表于《國家科學評論》（NSR， 2020, 7(8): 1280-1287），迅速引起物理學和相關領域的廣泛關注，并被《科學》以“調控陳數”（Tuning the Chern number）為題（Science, 2020, 368(6494): 962-963），作為亮點成果做了編輯精選報道（Editors’ Choice）。

此前，該論文曾入選中國電子學會2021年度電子信息領域優秀科技論文。

信息來源：期刊官方微信公衆号“國家科學評論”

論文原文鍊接：https://academic.oup.com/nsr/article/7/8/1280/5827187