中国科学院中国科学技术大学李星星教授课题组通过互变异构实现了二维有机金属晶格的可逆拓扑控制。他们的工作发表在《先进功能材料》上。

拓扑材料由于其受拓扑保护的表面态允许无耗散电子传输而引起了凝聚态物理的兴趣。然而，当前大多数拓扑材料都表现出单一类型的能带拓扑，迫切需要在同一材料内同时实现多种拓扑特性以增强功能。目前，在某些系统中已经开发了几种物理方法，而化学方法受到很大限制且不可逆。

在该小组之前的工作中，通过内酰胺-内酰胺互变异构化在有机金属晶格中实现了可逆自旋顺序转变。基于这一结果，该小组将该方法扩展到有机金属框架，并在有机拓扑绝缘体(OTI)的有机连接体中引入互变异构模块。

然后互变异构化引发了磁相变，改变了二维有机金属晶格的电子能带结构，从而通过改变陈数产生了可控可逆拓扑相变。

研究人员采用 2,2'-联噻唑衍生物作为平面有机连接体。结合三配位Co原子，设计了一种二维拓扑材料，并通过模拟从理论上说明了其可行性。互变异构化后，该有机金属晶格经历了从陈省数为+1的局部能隙的亚铁磁性半金属转变为陈省数为-1的铁磁性陈绝缘体，载流子的自旋极化方向为格子也被颠倒了。

这项研究有助于实现无耗散电子传输，并在自旋电子学和量子计算中提供有前景的应用。