北京
一维体系中的电导量子化现象不仅是电子弹道输运的重要标志，也是探索量子关联效应的窗口。然而，受限于材料质量及散射影响，此前在一维体系中观测到的量子化平台指数通常局限在10以内（即量子化电导≤10×2e²/h）。如何在高质量一维材料中实现更高阶的弹道输运，并利用其独特的能带结构探索新奇物理效应，是该领域面临的重要挑战。近期，新兴的层状半导体Bi₂O₂Se因其超高载流子迁移率、空气稳定性及特殊的中心反演对称结构备受关注。其晶体结构中的交替堆叠会产生隐藏Rashba效应（Hidden Rashba Effect），即局部反演对称性破缺导致自旋极化相反但整体自旋简并的特殊能带结构。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心Q02/HX-Q02组屈凡明研究员、吕力研究员团队，与北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授、谭聪伟研究员团队等合作，基于化学气相沉积生长了高质量Bi₂O₂Se纳米带，制备了纳米器件，并在低温强磁场环境下开展了系统的输运研究。团队在零磁场下观测到了清晰的量子化电导平台，其量子化指数高达44（即44×2e²/h），远超此前在纳米线等一维体系中的记录，有力证明了该材料优异的弹道输运特性。更重要的是，实验发现在高达12 T的强磁场下，量子化电导平台依然保持为2e²/h的整数倍，未出现常规塞曼效应导致的半整数平台（e²/h）。结合理论计算，研究团队指出这种现象源于隐藏Rashba效应与层间耦合的竞争，显著抑制了有效g因子，从而保护了能带的自旋简并度。此外，在特定磁场范围内，量子化电导序列演化为1, 3, 6, 10, 15...×2e²/h，呈现出帕斯卡三角形特征，揭示了纳米带在宽度和厚度两个横向维度上尺寸量子化效应的独特相互作用。
图（a）Bi₂O₂Se中的隐藏Rashba效应。（b）量子化电导帕斯卡三角。（c）零磁场下的电导量子化。（d）磁场下的电导量子化。
刷新了一维体系量子化电导阶数的记录，更通过电输运手段验证了隐藏Rashba效应及其对磁场的独特响应。该研究成果展示了Bi₂O₂Se在未来自旋电子学器件中的应用潜力，同时也为在具有强电子-电子相互作用的体系中研究关联效应提供了极具吸引力的实验平台。
物理所博士生肖建飞、马艺文与北京大学谭聪伟研究员为论文共同第一作者，物理所屈凡明、吕力研究员与北京大学彭海琳教授、谭聪伟研究员为共同通讯作者。本工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导、综合极端条件实验装置（SECUF）、科技创新2030重大项目以及新基石科学基金会等的资助。相关成果以"Quantized Conductance in a CVD-Grown Nanoribbon with Hidden Rashba Effect"为题发表于Physical Review Letters 136, 046302 (2026)。
编辑：辣条
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