最近，我校微标准物质科学国家实验室和化学与资料科学学院曾杰教授研讨组在拓扑绝缘体二维层状纳米资料Bi晶体的成核及成长进行了动力学调控，经过引进螺旋位错初次完成了二维层状资料的螺旋成长，将资料由分立的层状转变成连续性的螺旋条带，然后获得了一种既不同于单层又有别于传统块体的新式纳米资料。该效果以“Screw-Dislocation-DrivenBidirectionalSpiralGrowthofBi2Se3Nanoplates”为题宣布在《德国使用化学》杂志上（.Ed.2014,DOI：10.1002/anie.201403530），论文的榜首作者是硕士研讨生庄阿伟。
类石墨烯层状结构的Bi2Se3因其简略的能带结构、远大于室温的能量涨落体带隙，被认为是最有远景的拓扑绝缘体资料之一。拓扑绝缘体是一种近几年被发现的新式量子物质态，在能量无耗传输、自旋电子学以及量子计算机等方面有着非常大的使用远景。拓扑绝缘体除了奇特的不受缺点和非磁性杂质散射的拓扑外表态外，若在其间引进一个螺旋位错的线缺点，还可能会发生一对拓扑维护的一维螺旋态，然后发明一条完美的导电通道。曾杰教授课题组根据特征的可操控备手法，从晶体成长的动力学理论动身，经过将反响系统维持在极低的过饱和条件下，使Bi2Se3在成核过程中发生螺旋位错的缺点，然后诱导层状资料来双向的螺旋成长，打破Bi2Se3本征的晶体成长形式。此外，研讨人员还经过对螺旋成长速度的操控，组成出不同开展程度的螺旋结构，从中阐明晰二维层状资料的螺旋成长机理。这项研讨为完成一维拓扑螺旋态供给了资料根底，有助于促进Bi2Se3在拓扑绝缘体、热电以及催化等方面的新开展。此外，探究螺旋成长的方法关于组成其他二维层状资料的螺旋结构，然后调制资料的物理性能也有重要的指导意义。
这项研讨得到了科技部青年973方案、国家自然科学基金、国家国家立异人才方案青年项目、中科院中科院人才方案、中国科学技术大学立异团队培养基金等项目的赞助。
