近日，我校材料与物理学院张俊廷教授课题组在磁性拓扑物态的电场调控方面取得重要研究进展，相关成果以“Manipulation of Topology by Electric Field in Breathing Kagome Lattice”为题发表在物理顶级综合学术期刊Physical Review Letters（IF = 9.1）上。材料与物理学院研究生谢禹为论文第一作者，张俊廷教授为通讯作者，中国矿业大学为第一单位。
目前，对磁性拓扑结构和拓扑量子态的调控主要通过电流、磁场或激光等手段。这些调控手段通常具有较高的能耗，限制了在器件方面的潜在应用。这项工作首次证实，借助于笼目晶格（kagome lattice）中呼吸模式与铁电性、磁性及能带拓扑的耦合，可以实现电场对拓扑磁结构及拓扑电子态的精确操纵。
该研究首先筛选了笼目晶格基态结构出现呼吸模式的材料，并利用晶体场理论解释了呼吸模式切换能垒的变化；表明电场驱动的铁电转换可以切换呼吸模式的符号，甚至产生和湮灭呼吸模式；证实电场对呼吸模式的控制可以切换拓扑磁结构斯格明子的手性，及导致从拓扑平庸绝缘体到Chern绝缘体的转变。这项研究工作为实现利用电场调控磁性拓扑物态开辟了一种途径。
论文链接：https://doi.org/10.1103/29ht-pwyt
