由大阪大学领导的团队使用角分辨光电子能谱来探测六硼化钐晶体的异常表面电导率。他们表明，这种材料是“拓扑绝缘体”的共存阶段，其中电流可以沿着表面流动，但不能通过大部分样品，“Kondo绝缘体”，它经历金属到绝缘体的过渡。强电子相关性。这项工作证明拓扑绝缘体可以同时具有强电子相关性，可以允许开发量子自旋装置，其使用单个电子的磁自旋来胜过当前的计算机。
关于六硼化钐(SmB 6)的金属表面电子结构存在长期争论。已知SmB 6仅在低温下由于强电子相关性而成为绝缘体，称为“Kondo效应”。与大多数材料不同，Kondo绝缘子的电阻实际上随着温度的降低而增加。然而，尚未揭示低温下残余电导率的起源。一个流行的假设是SmB 6也是拓扑绝缘体，其表面可以具有金属电子态。然而，迄今为止获得的SmB 6的表面电子结构是复杂且难以解释的，因此这个问题是否是SmB 6确实拓扑一直是一个长期存在的争论。在这项工作中，该团队从新的晶体取向观察到表面状态，并成功地显着简化了表面状态。
主要的见解是沿着特定的表面方向测量，这在以前很难做到。为了获得这个表面，研究人员首先必须以非常精确的方式准备一个原子级平坦，非常干净的晶体表面。他们通过在超高真空室中将单晶六硼化钐加热到非常高的温度来实现这一目的。然后他们进行了角度分辨光电子能谱，当暴露在强光束下时，它监测从晶体射出的电子。使用铁磁探测器，他们不仅能够确定电子的速度，还能确定它们的旋转方向是向上还是向下。“我们能够证明六硼化钐是一种拓扑绝缘体，没有任何歧义，”主要作者Shin-ichi Kimura说。“