拓扑表面态新奇自旋构形的自旋极化扫描隧道谱研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474112
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    100.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2004.凝聚态物质电子结构
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The surface state of topological insulators has unique spin characters, which is the basis for many novel topological quantum phenomena.To date, the studies on the spin properties of topological surface state have been mainly focused on its momentum space with spin and angle resolved photo emission spectroscopy. And its study in real space is still lacking. In this project, we will use spin-polarized scanning tunneling microscopy, which is a probe that is spin sensitive in real space, to investigate the novel quantum spin phenomena of topological surface state, which are expected to emerge in real space under certain external perturbations. We will systematically investigate the novel spin textures that are generated by the influence of an impurity potential on the Landau wave functions of topological surface state in Bi2Se3.The study could unravel the spin character in the Landau wave function of topological surface state. We will also investigate the magnetic domain structure and chiral edge modes that are existing in Cr doped magnetic topological insulator Sb2Te3, and clarify the underlying mechanism that mediates the magnetic interaction. The execution of this project will on one hand enrich our understanding of the spin properties of topological surface state, set a foundation for exploring yet more exotic topological phenomena, and on the other hand open a new platform for the application of topological insulators in spin-based electronics.
拓扑绝缘体表面态具有独特的自旋特性,是许多新奇拓扑量子物理现象的基础。目前对拓扑表面态自旋的研究主要借助于自旋和角度分辨的光电子能谱在动量空间展开,但是在实空间的研究尚属空白。在本项目中,我们将利用自旋极化扫描隧道显微镜这种对自旋灵敏的实空间表征工具,研究拓扑表面态在特定外界作用下在实空间预期出现的新奇自旋量子现象。这包括系统研究拓扑绝缘体Bi2Se3中的朗道波函数在杂质电势调控下产生的新奇自旋构形,以揭示拓扑表面态朗道波函数的自旋特性;探测Cr掺杂的磁性拓扑绝缘体Sb2Te3表面态中的磁畴结构和手性边界态,并澄清其中的磁性相互作用机制。该项目的实施将一方面丰富我们对拓扑表面态自旋特性的理解,为实现更加新奇的拓扑物理现象奠定基础,另一方面将为拓扑绝缘体在自旋电子学中的应用开辟新的平台。

结项摘要

拓扑绝缘体在表面或边界处存在受体能带拓扑特性保护的表面态或边界态。这种拓扑表面态具备特殊的自旋结构和物理性质,并可以为验证体系的拓扑性质提供重要依据。本项目的研究内容是揭示与拓扑表面态的自旋属性相关的物理性质,并探索新的拓扑绝缘体体系。主要成果包括:(1)我们利用实空间三维扫描隧道谱,观测到拓扑表面态朗道能级的塞曼效应,并发展了一套处理表面电势干扰的处理方法,精确测量到了两种拓扑表面态的不同兰德因子。(2)我们还通过实空间扫描隧道谱,观测到了1T’结构的WTe2台阶处存在拓扑边界态,验证理论上的预测。为发展拓扑电子学器件奠定了材料基础。另外,还系统研究了不同厚度的Bi薄膜的拓扑性质,澄清了长期以来存在的争议。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Observation of Zeeman effect in topological surface state with distinct material dependence.
具有明显材料依赖性的拓扑表面态塞曼效应的观察
  • DOI:
    10.1038/ncomms10829
  • 发表时间:
    2016-02-24
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Fu YS;Hanaguri T;Igarashi K;Kawamura M;Bahramy MS;Sasagawa T
  • 通讯作者:
    Sasagawa T
Unusual Electronic States and Superconducting Proximity Effect of Bi Films Modulated by a NbSe2 Substrate
NbSe2 衬底调制 Bi 薄膜的异常电子态和超导邻近效应
  • DOI:
    10.1021/acsnano.8b08051
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Peng Lang;Qiao Jingsi;Xian Jing Jing;Pan Yuhao;Ji Wei;Zhang Wenhao;Fu Ying Shuang
  • 通讯作者:
    Fu Ying Shuang
Observation of topological states residing at step edges of WTe(2).
观察 WTe2 阶梯边缘的拓扑状态
  • DOI:
    10.1038/s41467-017-00745-8
  • 发表时间:
    2017-09-22
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Peng L;Yuan Y;Li G;Yang X;Xian JJ;Yi CJ;Shi YG;Fu YS
  • 通讯作者:
    Fu YS
Unusual electronic states and superconducting proximity effect of Bi film modulated by a NbSe2 substrate
NbSe2 衬底调制 Bi 薄膜的异常电子态与超导邻近效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Lang Peng;Jingsi Qiao;Jing-Jing Xian;Yuhao Pan;Wei Ji;Wenhao Zhang;Ying-Shuang Fu
  • 通讯作者:
    Ying-Shuang Fu

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其他文献

不純物ポテンシャル近傍におけるトポロジカル表面状態のランダウ準位 (モデル計算)
近杂质势拓扑表面态朗道能级(模型计算)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    川村稔;付英双;五十嵐九四郎;高木英典;花栗哲郎;笹川崇男
  • 通讯作者:
    笹川崇男

其他文献

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付英双的其他基金

马约拉纳零能模的自旋极化扫描隧道谱研究
  • 批准号:
    11874161
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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