Nature Communications：拓扑半金属中可逆的层状/非层状相变

本文研究了拓扑半金属PtBi2在层状铁电（L-FE）相与非层状T'（NL-T'）相之间由外场驱动的可逆相变。背景方面，根据朗道相变理论，同成分体系在层状与非层状结构之间的相变通常被限制在相同成键网络内，直接转变极为罕见，而此前报道的相关相变多伴随成分变化且不可逆。研究目的在于填补对同成分层状↔非层状可逆相变及其结构依赖拓扑相的系统研究空白。结论上，通过电压与电流扫描实验，观察到器件中可逆的电阻回滞环，其源于界面焦耳热效应及相变诱导的接触电阻跳变。HAADF-STEM确认了NL-T'相的原子结构，揭示了“层内劈裂+层间重构”的独特相变机制。DFT计算表明该相变伴随拓扑不变量变化，实现了从层状自旋霍尔绝缘体到非层状强拓扑绝缘体的转变。该层状/非层状相工程为设计多功能拓扑异质结和探索新型量子态提供了新途径。