一种新型的拓扑晶体绝缘体：α-Bi4Br4的拓扑铰链模式

拓扑绝缘体是一类特殊的材料，它们的内部是绝缘的，但是它们的表面或边界却有导电的态。这些表面态是由拓扑性质保护的，它们不会被一些小的扰动或杂质所破坏。这些表面态有很多奇妙的性质，比如反常霍尔效应，量子自旋霍尔效应，或者是无反向散射的电流。这些性质为拓扑绝缘体在量子计算、量子信息或者是低耗能电子器件方面提供了巨大的潜力。

拓扑绝缘体还有更高维度的拓扑相，比如拓扑晶体绝缘体，它们的拓扑性质不仅依赖于动量空间的对称性，还依赖于实空间的晶体对称性。这意味着，拓扑晶体绝缘体的拓扑态不一定出现在表面，而是可以出现在更低维度的边界，比如边缘或者铰链。这些低维度的拓扑态被称为拓扑边缘模式或者拓扑铰链模式，它们也有一些非常有趣的性质，比如它们可以在不同的边界之间相互转换，或者是可以在铰链上形成零能量的束缚态。

那么，我们如何能够观察到这些拓扑铰链模式呢？有没有一种方法可以证明它们确实是由拓扑性质保护的呢？最近一篇发表在《自然物理学》的论文，在一种名为α-Bi4Br4的拓扑晶体绝缘体中发现了拓扑铰链模式，并且用一种非常巧妙的方法来测量它们的量子输运响应。他们发现了一种叫做阿哈隆诺夫-玻姆（Aharonov-Bohm）振荡的现象，它是一种量子干涉的效果，它可以证明拓扑铰链模式的存在和拓扑性质。