拓撲絕緣體在表面或邊界處的電子態(tài)可以形成無能量耗散的導電通道，在低功耗電子器件領域具有潛在的應用價值。在二維拓撲絕緣體中，其受保護的拓撲邊緣態(tài)將在邊界處形成一維的自旋極化電子通道，從而實現(xiàn)量子自旋霍爾效應。

　　理論研究表明，具有蜂窩狀晶格結構的薄膜是二維拓撲絕緣體的重要平臺，也是實現(xiàn)量子自旋霍爾效應的理想材料。該體系獨特的晶格結構使其在布里淵區(qū)的K點處產生狄拉克錐型能帶結構，如石墨烯。由于碳元素的自旋軌道耦合強度低，石墨烯難以在狄拉克點處打開能隙，從而實現(xiàn)量子自旋霍爾效應。相比之下，碲元素因強自旋軌道耦合作用，可在狄拉克點打開足夠大的能隙并產生邊緣態(tài)，成為實現(xiàn)室溫量子自旋霍爾效應的理想材料。然而，碲元素復雜的化合價態(tài)使得由碲元素構成的蜂窩狀結構生長難度較大，而未被報道。

　　近期，中國科學院上海高等研究院、上海微系統(tǒng)與信息技術研究所及上?？萍即髮W的科研人員，通過分子束外延法在1T-NiTe2薄膜上合成了高質量的蜂窩狀碲烯，并通過掃描隧道顯微鏡和低能電子衍射揭示了其蜂窩狀晶格結構。

　　該團隊利用基于上海光源原位電子結構綜合研究平臺的高精度微聚焦角分辨光電子能譜線站，直接觀測到碲烯中拓撲能隙。進一步，該團隊通過掃描隧道譜學技術結合能帶計算，在碲烯邊界處觀察到拓撲邊界態(tài)。

　　該研究合成了蜂窩狀碲烯薄膜，為實現(xiàn)量子自旋霍爾效應提供了全新的材料平臺，并為未來低功耗、無能量損耗的電子器件研發(fā)工作奠定了基礎。

　　相關研究成果以Realization of Honeycomb Tellurene with Topological Edge States為題，發(fā)表在《納米快報》（Nano Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃等的支持。