可调谐拓扑晶体绝缘体 (TCI) 中的鞍点奇点与拓扑相图

拓扑晶体绝缘体（TCI）是一种新的拓扑物态，由于空间群对称性取代了在广泛研究的 Z$_2$ 拓扑绝缘体中起关键作用的时间反演对称性，预计其将展现出独特的拓扑量子现象。利用高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES），我们揭示了 TCI Pb$_{0.7}$Sn$_{0.3}$Se 中仅存在于拓扑表面态内的费米面口袋相互连通导致的动量空间鞍点奇点特性。此外，我们表明测得的动量积分态密度在鞍点能量处表现出显著的峰值，证明了拓扑表面态中存在范霍夫奇点（VHSs）；正如我们所示，其表面化学势可通过表面化学门控进行调节，从而能够研究表面的拓扑关联物理。我们的实验数据揭示了与 Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se 中拓扑相变相关的晶格常数、带隙和自旋轨道耦合强度之间的微妙关系。此外，我们探讨了 Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se 中具有 VHS 的 TCI 相的鲁棒性，该材料显示出由热不稳定性或晶体对称性破缺驱动的多种不同拓扑相变，从而首次揭示了 Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se 中丰富的拓扑相图连通性。