哥伦比亚大学Nat. Phys.: 过渡金属硫族化合物能带拓扑的实空间成像

背景：电子能带波函数的空间结构决定了晶体的许多重要性质，如电子密度分布，但通常认为实空间探测手段（如扫描隧道显微镜）难以研究固体的拓扑性质，因为电荷密度缺乏相位信息。研究目的：哥伦比亚大学Abhay N. Pasupathy和Raquel Queiroz课题组在《自然·物理》上发表的研究，旨在通过扫描隧道显微镜和扫描隧道谱（STM/STS）对过渡金属硫族化合物WSe2进行实验测量，以确定其价带Wannier中心的位置，从而直观揭示能带拓扑性质。结论：通过位点特异性替代掺杂，研究确定了STM图像中的原子位点，发现布里渊区角点处的最大电子态密度位于原子之间，而布里渊区中心的最大态密度位于原子位点上。这一结果证明WSe2是一种拓扑阻挫原子绝缘体，无法绝热转变为平庸的原子极限，从而提供了该物质相的直接实验证据。