在β-Ag₂Te中实现栅压控制的拓扑相变，为新型低功耗电子器件铺平道路 | NSR

拓扑相变是凝聚态物理的前沿关注领域，而栅压可逆控制对于电驱动的拓扑器件至关重要。近日，南开大学吴金雄教授团队与合作者在β-Ag2Te纳米器件中首次实现了栅压可逆的拓扑相变，并通过π贝里相位转变提供了实验证据。理论分析将其归因于斯塔克效应对能带的调控。基于此，该团队构建了一款原型拓扑相变晶体管，其开关比超过104，为电控拓扑器件开辟了一条新路径，相关研究成果发表于《国家科学评论》。

拓扑相变指的是材料电子能带结构发生根本性改变而晶体结构保持不变的现象，因其在下一代低功耗电子器件中的应用潜力而备受关注。然而，此前诱导拓扑相变的方法，如结构修饰或化学掺杂，已被证明具有侵入性、不可逆性，且与传统半导体器件架构不兼容，严重限制了其实际应用。

吴金雄教授团队与合作者利用β-Ag2Te纳米薄片，通过施加顶栅电压，实现了干净、可逆的拓扑相变。通过量子输运测量，他们观察到在较小栅压下，材料表现出具有π贝里相位的量子振荡，这是拓扑非平庸态的确凿特征。而当施加高栅压时，贝里相位则恢复到拓扑平庸值。理论计算表明，这种电致相变源于斯塔克效应，即外加电场对材料能带结构的精细调控。

基于这种栅压可调的拓扑相变，该团队成功制备了一款原型器件——拓扑相变场效应晶体管。该晶体管实现了超过104的高电流开关比，展示了利用拓扑态构建功能性电子元件的巨大潜力。

β-Ag2Te基拓扑相变晶体管