高阶拓扑绝缘体是凝聚态物理领域近年来涌现的国际前沿研究内容。由于具有更高维度拓扑保护的独特电学性质，高阶拓扑材料的研究引起了广泛关注。领域学者尤其瞄准于结构简单、易于制备的二维材料体系，迫切希望能在该体系中寻找到合适的材料，真正推动低功耗电子器件的应用进程。
我校物理与能源学院张健敏教授、黄志高教授团队在该领域取得过多项重要研究成果，特别是在二维材料体系中报道了高阶拓扑态的存在[Phys. Rev. B 109 035423 (2024)和Appl. Phys. Lett. 125, 263102 (2024)]。在此研究中，他们首次在实验合成的六方双苯烯网络（h-BPN）中提出了二阶拓扑绝缘相的存在。首先，利用理论模型，他们阐明h-BPN的高阶拓扑属性可以还原于Kekulé晶格。进一步，通过第一性原理计算和紧束缚模型方法，他们验证了高阶拓扑角态的存在以及具有非零的分数角落电荷。特别地，他们发现，h-BPN的拓扑性质可以通过调整双苯烯单元的数量来调节，奇数苯烯指数对应二阶拓扑相，而偶数苯烯指数则为普通绝缘体。本工作对于理解晶体系统中高阶拓扑性质的共性和设计低维高阶拓扑电子材料具有重要的前瞻指导意义。
近日，研究成果以《Second-order topological insulators in Kekulé-patterned hexagonal biphenylene networks》为题发表于美国物理联合会（AIP）旗下国际著名学术刊物《Applied Physics Letters》上。福建师范大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位，博士研究生杨柠境为第一作者，张健敏教授为本文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金面上项目、福建省自然科学基金杰青项目、重点项目等的资助。
六角联苯网络的高阶拓扑示意图
原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0239997