近日，万事平台理學院物理系、上海市高溫超導重點實驗室的孫碩副教授、張淩峰副研究員和尹鑫茂教授在凝聚態物理及材料領域國際著名期刊《Advanced Materials》(IF=27.4)上發表題為《Realization of a 2D Lieb Lattice in a Metal-Inorganic Framework with Partial Flat Bands and Topological Edge States》的研究成果。物理系博士生吳文俊為第一作者。論文的主要作者還包括理學院的蔡傳兵教授、鐘建新教授及新加坡國立大學陳智新博士等。万事平台為第一完成單位和唯一通訊單位。

二維Lieb晶格擁有奇妙的電子結構，即一條平帶夾在狄拉克錐型能帶中間。狄拉克錐可以產生無質量載流子，而平帶可以促進非常規超導、分數量子霍爾效應、室溫鐵磁性、Wigner晶體的形成、激子絕緣態以及激子玻色-愛因斯坦凝聚。因此，特殊晶格結構是研究平帶與拓撲的理想平臺，包括lieb，kagome晶格等，它們具有一些新奇的電子特性，如平帶、狄拉克錐和範霍夫奇點，這些特性使其在電子器件和拓撲催化等領域具有潛在應用價值。然而，由於Lieb晶格體系固有的不穩定性，難以在自然界中天然存在，大量研究主要基於人工系統設計，人們尚未在真實材料中發現Lieb晶格能帶結構特征。因此，需要進一步的努力，合成具有高穩定性的新型Lieb晶格，並探索其獨特的電子及拓撲特性。

在這篇最新論文中，尹鑫茂教授團隊首次實現了基於金屬-無機框架的Lieb晶格材料的製備，發現該體系具有部分平帶、狄拉克錐和範霍夫奇點等獨特的電子特性，用先進譜學手段驗證了Lieb晶格的形貌和電子平帶，並且預測其費米能級附近存在狄拉克型的拓撲邊緣態，從而成功設計並製備出基於金屬-無機框架的Lieb晶格材料，這一突破性進展，為探索高質量及穩定的Lieb晶格體系的奇特電子、磁性、光學以及拓撲特性開辟了新的前沿，為其在先進電子器件、催化以及能源相關技術中的應用提供了新機遇。

本工作得到國家自然科學基金項目(批準號:52172271、12374378、52307026、12374046、12304199)，國家重點研發計劃項目(批準號:2022YFE03150200)，上海市科技創新計劃項目(批準號:22511100200,23511101600)，上海揚帆項目(批準號: 23YF1412600)的支持。近年來，上海市高溫超導重點實驗室在高溫超導關鍵成材技術、超導量子磁通渦旋、超導量子約瑟夫森結型器件、非常規高溫超導、強關聯氧化物電子自旋和超導強電應用等方向上形成了很好的國際化研究氛圍，實驗室青年人才在量子功能材料與高溫超導領域具有很好的國際影響力，近年來主辦國內外學術會議或在重要學術會議上作大會報告20余次，主持或參與國家重點研發計劃、中科院戰略先導專項或上海市重大重點項目、國家標準等十多項。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202405615