本报讯 合肥微尺度物质科学国家实验室及物理系乔振华教授课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得重要进展。相关系列研究成果发表在国际权威物理杂志《自然·纳米技术》、《物理评论快报》和物理类重要综述期刊《物理学进展报告》上。

通过系统地利用电子输运特性研究、贝利曲率分析以及局域化长度计算，乔振华课题组与合作者发现了一种新型的量子反常霍尔效应在自旋反转杂质情况下的Anderson局域化的全新物理机制，即价带和导带对应的贝利曲率在杂质的作用下发生交换从而实现量子反常霍尔效应的局域化。该工作于2016年7月29日发表在《物理评论快报》上。

经过两年的努力，中国科大9102校友、美国宾州州立大学祝钧教授课题组和乔振华教授课题组通过实验与理论合作，在双层石墨烯上实现了该拓扑受限态。由于杂质的原因，虽然未能实现无耗散的整数量子化的电导，但是该电子态的平均自由程可以达到数百纳米。在外加磁场的作用下，杂质引起的谷间散射的影响被极大的削弱，从而使得电导可以接近整数量子化的极限。这一发现极大地促进了由全电操控的无耗散谷电子学器件的发展和应用。该工作于2016年8月29日发表在《自然·纳米技术》上。

多年来，乔振华教授及合作者在基于石墨烯的二维材料体系拓扑量子态方向进行了一系列的研究，2016年5月13日受邀在物理综述期刊《物理学进展报告》发表文章，系统综述了近年来在各种二维材料拓扑态的理论和实验方面的全面研究进展。该工作的第一作者为物理系2014级博士生任亚飞。

（合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心  量子信息与量子科技前沿创新中心 科研部）