拓扑绝缘体是一类体电子态为绝缘体而表面电子态为导体的材料，有望成为未来自旋电子学和量子计算器件的基础。获奖项目组成员在三维拓扑绝缘体薄膜的外延生长和电子结构研究方面取得一系列进展：在国际上首次建立了在不同单晶衬底上高质量拓扑绝缘体薄膜的分子束外延生长动力学，为理论预言的量子反常霍尔效应、巨热电效应和激子凝聚等效应的研究提供了物质基础；观察到薄膜表面电子在原子台阶和杂质附近散射形成的驻波以及表面金属态的朗道量子化，证明了受时间反演对称性保护的拓扑绝缘体表面态的存在及其二维无质量的狄拉克费米体系的特性；观察到不随磁场变化的零级朗道能级，这意味着拓扑绝缘体中存在着半整数量子化霍耳效应；观察到拓扑绝缘体薄膜两个表面上的拓扑态可以发生耦合，从而使得原来无能隙的表面态打开一个能隙，这对发展新的自旋电子器件具有指导意义。这些工作极大地推动了拓扑绝缘体领域的研究，在国际上受到广泛的关注，使中国成为目前世界上进行拓扑绝缘体研究的最有影响力的中心之一。

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