拓扑晶体绝缘体是完全不同于拓扑绝缘体的一种新型拓扑材料，其拓扑性质受到晶格对称性（crystal symmetry）而非时间反演对称性（time-reversal symmetry）保护，从而降低了在真实晶体材料中实现拓扑晶体绝缘体的难度，使其更具应用前景。2013年，美国麻省理工学院傅亮教授及其合作者将三维的概念推广到二维，并基于二维拓扑晶体绝缘体提出一种完全不同于传统晶体管的拓扑晶体管。可以通过电场来调控开/关状态，从而实现极高的开关速度、极低的能耗，揭示了这类材料的优异应用前景。随后，理论预言工作蓬勃开展。然而，由于在薄膜生长当中不可避免地受到衬底应力的作用，拓扑态会受到相应地被调制甚至被破坏。因此国际上相应的实验研究工作进展缓慢。

近期华中科技大学潘明虎教授与北京应用物理与数学研究所的张平教授开展合作，结合扫描隧道显微镜与第一性原理计算，研究了外延在SrTiO₃衬底上PbSe薄膜的压缩应力及其对拓扑态的调制作用。研究发现，由晶格失配引起的原子晶格褶皱会破坏拓扑态的形成，将导致一个从非平庸拓扑态到平庸绝缘态的相变产生。随着层厚增加从而应力释放，在第七层PbSe薄膜边缘处观察到狄拉克型的边缘态。研究结果表明寡层的PbSe可能存在的二维拓扑晶体绝缘体态。该工作对探索二维拓扑晶体绝缘体薄膜的生长、实验调控拓扑态具有重要的指导意义。

这一成果近期发表在ACS Nano 上。