近年来对半金属铋（Bi）是否具有拓扑绝缘体性质存在争论，一直缺乏直接的电输运证据。强磁场科学中心田明亮研究员课题组在相关研究方面开展了深入的研究, 相关研究成果近期发表在Nature出版集团旗下的《科学报道》（Scientific Reports）上。

　　在前期的研究中，课题组通过强磁场下的量子输运行为测量，首次给出了超薄Bi纳米带中存在二维金属表面态的直接证据，同时发现该金属表面态有可能是拓扑保护的。最近，课题组副研究员宁伟等通过对表面氧化修饰后的Bi单晶纳米带在低磁场下的弱反局域化和强磁场下的量子振荡行为研究发现，虽然纳米带表面态的电子态密度随表面氧化修饰程度不同而发生了变化，但表面态仍然存在且主要性质都没有发生变化 。这些结果清晰地表明，Bi纳米带的金属表面态非常强壮(robust)，并不因为表面的氧化过程而消失。这为Bi纳米带表面态的拓扑性质提供了又一重要的实验证据 。这一研究工作对深入认识低维Bi纳米结构量子尺寸效应以及通过量子受限的方法探索新拓扑绝缘体具有重要的意义。

　　该项研究获得科技部973项目和国家自然科学基金项目的支持。

　　文章链接：http://www.nature.com/srep/2014/141118/srep07086/full/srep07086.html 

　　(a)薄纳米带在不同角度下的磁电阻行为；(b)不同角度下磁电阻的归一化行为

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　　薄纳米带在空气中暴露不同时间后的磁电阻行为(a)、磁电阻振荡行为(b) 和 磁场倒数与朗道指数关系图(c)