对物质拓扑相的新研究可能会刺激创新量子器件的进步。正如《自然通讯》所描述的那样，包括洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家在内的一个研究小组使用一种新的应变工程方法将材料五碲化铪转化为强拓扑绝缘体相，增加其体积电阻，同时降低表面电阻，这是释放其量子势的关键。
“我很高兴我们的团队能够证明，难以捉摸且备受追捧的拓扑表面状态可以成为主要的导电途径，”实验室集成纳米技术中心的科学家Michael Pettes说。“这对于开发各种量子光电器件、暗物质探测器和拓扑保护器件是有希望的。我们展示的方法与其他量子材料的实验兼容。
在加州大学欧文分校，研究小组的成员生长了HfTe5晶体，并采用了应变工程方法，即在1.5开尔文或大约零下457华氏度的低温下对材料施加机械力。在佩特斯位于洛斯阿拉莫斯的CINT实验室，样品经过光学光谱分析，以亚微米级对样品进行成像。CINT研究人员随后在田纳西大学进行了角度分辨光发射光谱，帮助阐明了应变工程的影响。
研究团队意识到，应变工程改变了HfTe5的行为，将其从弱拓扑绝缘体转变为强拓扑绝缘体。也就是说，材料的体积电阻率，或让电流通过的阻力，增加了三个数量级以上。该材料还发现其拓扑表面状态在电子传输中占主导地位。这些特性可能使HfTe5非常适合量子器件。这些有希望的结果也预示着将应变工程方法扩展到范德华材料和异质结构中的拓扑相变研究，范德华材料和异质结构是晶格状结构的特征，其特征是原子或分子之间的强面内键和弱面外键，就像书中的页面一样。
当用高磁场进行研究时，新发现的拓扑特性可能有助于揭示与奇异物理学相关的现象，例如量子异常，即物理学中无法解释的对称性破坏。洛斯阿拉莫斯国家高磁场实验室 - 脉冲场设施正在进行的新实验使 HfTe5 在高达 65 特斯拉的超高磁场下承受应变。
