Kymmenen vuotta vanha teoria on toteutunut: 2D-topologinen materiaali toteutettu
22.1.2026 14:00:00 EET | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Jyväskylän yliopiston ja Aalto-yliopiston tutkijat ovat toteuttaneet kokeellisesti kaksiulotteisen topologisen kide-eristeen. Tämä kvanttimateriaalityyppi on ollut teoreettisesti tunnettu jo yli kymmenen vuotta, mutta käytännön soveltaminen on viivästynyt materiaalien rajoitteiden vuoksi.
Kaksiulotteinen topologinen materiaali, jota on etsitty vuosia, on nyt toteutettu tutkimusyhteistyön tuloksena. Tutkimusta johti Jyväskylän yliopiston apulaisprofessori Kezilebieke Shawulienu, ja se toteutettiin yhteistyössä Aalto-yliopiston tutkimusryhmien kanssa (professori Peter Liljeroth ja professori Jose Lado). Tutkimusryhmä loi materiaalin kasvattamalla atomaarisen ohuen tinatelluridikalvon (SnTe) niobiumdiselenidisubstraatille (NbSe₂).
Molekyylisuihkuepitaksiaan perustuvan materiaalikasvatuksen jälkeen tutkijat karakterisoivat järjestelmän sähköiset ominaisuudet atomitasolla matalan lämpötilan tunnelointimikroskopian avulla. SnTe saarekkeiden reunoilla havaittiin johtavia reunatiloja; nämä ovat topologisten kide eristeiden tunnusmerkkejä, jotka ovat kidehilan symmetrian suojaamia.
Jännitys avainasemassa topologisten reuna-tilojen hallinnassa
Reuna-tilat muodostuivat SnTe-kalvon sähköisen energia-aukon sisälle. Mittaukset osoittavat, että SnTe-kalvo kokee alla olevan substraatin aiheuttaman puristusjännityksen, jolla on ratkaiseva merkitys topologisen faasin vakauttamisessa. Tulokset osoittavat, että topologisia reunatiloja voidaan säätää jännityksen avulla, mikä tarjoaa keinon hallita niiden sähköisiä ominaisuuksia.
Kohti nanomittakaavan laitteita
Kvanttimekaaniset simulaatiot vahvistavat havaittujen reunatilojen topologisen alkuperän. Tutkijat selvittivät myös viereisten reunatilojen välistä vuorovaikutusta ja paljastivat sähköstaattisen vuorovaikutuksen ja kvanttitunneloinnin yhdistelmän aiheuttamat energiasiirtymät.
Reunatilat elävät on poikkeuksellisen suuressa energia-aukossa (0.2 eV) ja siksi topologisten ominaisuuksien odotetaan säilyvän myös huoneenlämpötilassa. Tulokset tarjoavat uuden kokeellisen alustan jännityksen avulla säädettävien kaksiulotteisten topologisten tilojen tutkimiseen ja voivat mahdollistaa tulevia edistysaskeleita spin-pohjaisessa elektroniikassa ja nanomittakaavan laitteissa.
Tutkimus on julkaistu Nature Communications -lehdessä.
Artikkelin tiedot:
- Strain-induced two-dimensional topological crystalline insulator in bilayer SnTe, Nature Communications, 21.1.2026
-
DOI numero: https://doi.org/10.1038/s41467-025-67520-y
-
Linkki artikkeliin: https://www.nature.com/articles/s41467-025-67520-y
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Apulaisprofessori Kezilebieke Shawulienu, kezilebieke.a.shawulienu@jyu.fi
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Kietoutuneet molekyylit sitovat sulfaattia – tulevaisuuden ratkaisuja vedenpuhdistukseen ja ympäristön seurantaan11.3.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen luokan synteettisiä molekyylejä, jotka pystyvät sitomaan ennennäkemättömän tehokkaasti vedessä esiintyvää sulfaattia, joka on laajalle levinnyt teollinen ja ympäristöllinen haitta-aine. Kietoutuneita molekyylirakenteita on pitkään pidetty lähinnä kemiallisina erikoisuuksina, mutta tutkimus osoittaa, että niitä voidaan suunnitella käytännön sovelluksiin, kuten veden puhdistukseen, kemikaalien havaitsemiseen ja ympäristön seurantaan.
Minna Canth -luennoitsijana vaikuttaja, kansalaisaktivisti Katariina Räikkönen10.3.2026 07:00:00 EET | Tiedote
Kasvatustieteiden ja psykologian tiedekunta järjestää vuosittain maaliskuussa Minna Canth -luentotilaisuuden Minna Canthin ja tasa-arvon päivän yhteyteen. Jyväskylän yliopiston opettajankoulutuslaitos jakaa tilaisuudessa Minna Canth -tasa-arvotunnustuksen.
Väitöstutkimus: Odotusaikana luodaan pohja yhteisvanhemmuuden ensiaskelille9.3.2026 13:11:11 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopistossa tarkastettava väitöstutkimus osoittaa, että vanhempien odotukset toimivat tärkeinä varhaisina ennusmerkkeinä siitä, millaiseksi yhteisvanhemmuus lapsen syntymän jälkeen muotoutuu. Tulokset korostavat, että perheille tulisi tarjota tukea toimivan yhteisvanhemmuuden rakentamiseen jo ennen lapsen syntymää. Yhteisvanhemmuudella viitataan tapoihin, joilla aikuiset toimivat yhdessä vanhemman rooleissaan, perhemuodosta riippumatta. KM Emmi Lindroosin väitöskirjassa tutkittiin suomalaisten pariskuntien odotuksia ja kokemuksia yhteisvanhemmuudesta vanhemmuuden alkutaipaleella.
Yhteishaku 2026 alkaa: Tarjolla uusia diplomi-insinöörikoulutuksia ja S2-väyliä9.3.2026 11:47:52 EET | Tiedote
Korkeakoulujen kevään toinen yhteishaku on käynnissä 10.–24.3.2026. Jyväskylän yliopistossa on tarjolla yli 2 800 aloituspaikkaa 106 hakukohteessa kuudessa tiedekunnassa ja Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa. Suosituimpia koulutusalojamme ovat olleet kauppatieteet, psykologia, luokanopettajankoulutus, liikuntapedagogiikka ja liikuntabiologia.
Vuosijuhla 2026: tunnustuksia yliopistoyhteisön huipputekijöille4.3.2026 19:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopisto vietti vuosijuhlaa 4.3. jakamalla tunnustuksia tieteen ja opetuksen saralla ansioituneille yliopistolaisille. Jyväskylän yliopistosäätiö myönsi yhdeksän palkintoa, kaikki arvoltaan 3 000 euroa. Lisäksi jaettiin Ellen ja Artturi Nyyssösen säätiön tunnustuspalkinto 5 000 euroa.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme