中国科大在反铁磁量子反常霍尔效应研究中取得理论进展

背景：量子反常霍尔效应是一种无需外磁场的拓扑量子现象，具有无耗散边缘态特性，是下一代电子器件的候选体系。传统实现方案依赖铁磁材料，但存在磁偶极场干扰和热稳定性问题。研究目的：针对反铁磁体系中空间-时间反演对称性阻碍量子反常霍尔效应实现的难题，研究团队探索在净磁化为零的反铁磁体中实现可调控的拓扑量子态。结论：通过理论模型和第一性原理计算，在MnBi₂Te₄等磁性拓扑绝缘体中证实破坏空间-时间反演对称性的磁结构可产生非零陈数，并实现通过电场连续调控陈数（±1,2,3）和拓扑相变，其中拓扑非平庸能隙可达室温能标，为反铁磁自旋电子学应用奠定基础。