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摘要：本研究使用一种拓扑量子物质，即被称为“拓扑晶体绝缘体”的材料Pb0.48Sn0.52Te（铅锡碲），在包括室温的温度范围内发现/实现了由铅锡碲的拓扑特性体现的“贝里曲率偶极子”，以及由铁电性的协同作用衍生的开关效应和记忆效应。

关键词：拓扑量子物质、铅锡碲、室温、开关/记忆效应、铁电性

联合研究小组使用一种21世纪的新材料“拓扑量子物质”，即“拓扑晶体绝缘体”，在室温下成功实现了一种源自其拓扑特性的新型开关效应。

“拓扑量子物质”与20世纪之前发现的半导体、金属、磁性材料等具有根本不同性质，是一种电子态被拓扑“扭曲”的物质。2016年，这一研究领域的开创性研究项目获得了诺贝尔物理学奖，凸显了拓扑量子物质的巨大重要性。

本次研究使用一种拓扑量子物质，即被称为“拓扑晶体绝缘体”的材料Pb_0.48Sn_0.52Te（铅锡碲），在包括室温的温度范围内发现/实现了由铅锡碲的拓扑特性体现的“贝里曲率偶极子”，以及由铁电性的协同作用衍生的开关效应和记忆效应。

这一成果为拓扑量子物质发展为电子器件提供了新的可能性，并打开了物质应用的大门。

（a）作为拓扑晶体绝缘体的铅锡碲的晶体结构。它具有与盐（NaCl）相同的被称为岩盐晶体的晶体结构，如图所示，铅或锡原子与碲原子交错形成一个立方体。

（b）将（a）图中的晶体旋转45°的俯视图。x轴定义为[11-0]方向，y轴定义为[110]方向，z轴定义为与两者垂直的（垂直于纸面）的方向。Mxz和Myz分别表示xz平面和yz平面，铅锡碲相对于该平面具有“对称”（即使翻转也一样）的结构。

（c）当沿x轴方向（图中右侧）施加电压使原子发生位移时，Myz平面不会成为对称平面，并且会生成“贝里曲率偶极子”(BCD)。由于铅锡碲具有铁电性，因此原子的位移得以保留，BCD也作为记忆效应得以保留。

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证实电子电介质具有压电性和铁电性

在室温下实现拓扑量子物质的新型开关/记忆效应