我校欧洲杯下单平台“微纳物理与应用研究室”胜献雷助理教授、陈子瑜教授、博士生陈聪与新加坡科技设计大学杨声远教授、普林斯顿大学宋志达博士、西南科技大学赵建洲教授和北京理工大学余智明教授合作，在磁性二阶拓扑绝缘体理论研究中取得新进展。相关工作于2020年7月30日以“Universal Approach to Magnetic Second-Order Topological Insulator”为题在线发表于《Physical Review Letters》。博士生陈聪【导师：陈子瑜教授】和普林斯顿大学宋志达博士为论文共同第一作者，胜献雷老师为唯一通讯作者，北航为第一作者和通讯作者单位。
二阶拓扑绝缘体（SOTI）是拓扑材料领域新的研究热点，与传统的拓扑绝缘体（一阶TI）不同，一阶TI会在其（d-1）维的边界上出现拓扑保护的无能隙边界态，而SOTI的无能隙边界态则出现在（d-2）维的边界上。近几年关于SOTI的理论研究很多，但是SOTI态的实现材料却非常稀少，尤其是二维SOTI。因此寻找二阶拓扑绝缘体材料是一个重要的科学问题。
在2019年，该研究团队与合作者预言了graphdiyne（中文名：石墨炔）是二维二阶拓扑绝缘体，首次为该物态预言实现材料，以“Two-Dimensional Second-Order Topological Insulator in Graphdiyne”为题发表在Phys. Rev. Lett. 123, 256402 (2019)。之后，他们又提出一种普适理论，从而预言了一大类二维二阶拓扑绝缘体材料。以Bi/EuO(111)为例，即在磁性衬底EuO的(111)面生长二维六角蜂窝格子的Bi烯，通过近邻效应在二维（一阶）拓扑绝缘体中引入磁场，从而实现了Bi烯从一阶TI到二阶TI的拓扑相变。由于这种方法并不依赖于具体的一阶拓扑绝缘体的细节，从而可以在一大类材料中实现（例如，三维的Bi2Se3系列材料，二维的硅烯系列材料等），将极大地促进高阶拓扑材料的研究。
该工作得到了国家自然科学基金【重点、面上、青年】，北航青年拔尖人才计划和国家留学基金委等项目的支持。
近年来，北航微纳物理与应用研究室在陈子瑜教授的指导下，在关联磁性和拓扑物态等方面不断取得创新成果。他的悉心指导，不仅培养了学生，也促进了青年教师的成长，研究室博士生和青年教师近3年以第一作者/通讯作者发表Nature Commun. 2篇，Phys. Rev. X 2篇， Phys. Rev. Lett. 3篇。
参考文献：
[1]Cong Chen#, Z. Song#, J.-Z. Zhao,Ziyu Chen, Z-M. Yu,Xian-Lei Sheng* and S. A. Yang, Phys. Rev. Lett. 125, 056402 (2020).https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.056402
[2]Xian-Lei Sheng#*,Cong Chen#, H. Liu,Ziyu Chen, Z.-M. Yu*, Y.X. Zhao*, and S. A. Yang,Two-Dimensional Second-Order Topological Insulator in Graphdiyne, Phys. Rev. Lett. 123, 256402 (2019).https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.256402
