日前，《国家科学评论》（National Science Review, NSR）公布了2021年度优秀论文评选结果。北京大学物理学院量子材料科学中心2017级博士研究生葛军、2016级博士研究生刘彦昭，清华大学物理系2015级博士研究生李佳恒、材料学院2016级博士研究生李昊为共同第一作者，北京大学物理学院王健教授、清华大学物理系徐勇教授为共同通讯作者的论文《高陈数和高温无朗道能级的量子霍尔效应》（High-Chern-number and high-temperature quantum Hall effect without Landau levels）榜上有名。

新一轮科技革命亟需出现物理学等领域的重大突破和新一代信息技术等领域的重大变革。当前制约集成电路集成度的核心难题在于器件工作中不可避免的发热。无耗散的拓扑边缘态可在宏观尺度保持电子的量子特征，从而可用于设计和构筑基于全新原理的电子器件。然而，在前期量子反常霍尔效应（陈绝缘体态）研究中仅能观测到一个无耗散拓扑边缘态（陈数为1），且需要极低温的工作环境，这极大限制了其在低耗散电子器件等信息技术领域的应用。因此，如何提高工作温度以及如何实现多个无耗散手性边缘态，是陈绝缘体态研究的关键，也是实现拓扑量子物态实际应用的重要突破口。

王健课题组与合作者首次在本征磁性拓扑材料锰铋碲（MnBi2Te4）中发现了陈数为2的高陈数陈绝缘体态，以及工作温度高达45 K的高温陈绝缘体态（陈数为1），将这一量子态的工作温度提升了一个数量级。该研究为探索液氮温度乃至室温下的奇异拓扑量子物态和拓扑相变开辟了新途径，有望为未来物理、材料、信息科技领域的重大突破和变革提供科学基础。2020年4月底，上述工作发表于《国家科学评论》（NSR， 2020, 7(8): 1280-1287），迅速引起物理学和相关领域的广泛关注，并被《科学》以“调控陈数”（Tuning the Chern number）为题（Science, 2020, 368(6494): 962-963），作为亮点成果做了编辑精选报道（Editors’ Choice）。

此前，该论文曾入选中国电子学会2021年度电子信息领域优秀科技论文。

信息来源：期刊官方微信公众号“国家科学评论”

论文原文链接：https://academic.oup.com/nsr/article/7/8/1280/5827187