量子霍尔铁磁体（QHFMs）是一类二维电子相，其具有自发破缺的自旋或赝自旋对称性，且其波函数具有拓扑性质。对称性和拓扑学是理解QHFMs的核心。人们预测，两个对称性破缺的不同QHFM相之间的畴壁存在无隙一维态——即，在此类界面处由于潜在电子波函数的拓扑变化而新出现的量子通道。虽然在不同材料中已经鉴别出各类QHFMs，其畴壁处相互作用的电子态并未探测。

有鉴于此，普林斯顿大学Ali Yazdani等人采用扫描隧道显微镜，直接观察了Bi表面具有不同谷极化（即，在电子结构中占据能量相同但量子力学上具有差异性的能谷）的QHFM相之间畴壁处边界态的自发形成。光谱学表明，这些电子态出现在拓扑能隙内，随着谷极化转变穿越畴壁而闭合/开放。通过改变能谷的特点和畴壁处电子态的数目，作者实现了不同的方案，使得谷极化通道为金属性，或者具有光学带隙。这种行为是库仑相互作用受能谷特点影响的结果，后者决定拓扑态电子能否背散射，从而使这些通道成为一类独特的相互作用的一维量子线。QHFM畴壁能在不同类别的二维材料中实现，为探索这些量子线中丰富的相互作用相区域提供了机会。

（相互作用的多通道边界态）

Randeria M T, Agarwal K, Feldman B E, et al. Interacting multi-channel topological boundary modes in a quantum Hall valley system. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-019-0913-0

https://www.nature.com/articles/s41586-019-0913-0#article-info