拓扑绝缘体是具备拓扑保护的表面态的一类新物质，它具有特殊的电子和自旋属性。近年来，拓扑序与电子关联性的相互作用已经激起了众多的研究。作为具有强关联的材料，稀土硼化物表现出很多有趣的关联现象。特别地，六硼化钐（SmB6）最近被预言是一种拓扑近藤绝缘体，激起了人们在关联系统里寻找拓扑序的强大动力。YbB6也是一种类似的稀土硼化物，它具有与SmB6一样的晶体结构，预言说它是一种具有关联性的拓扑绝缘体，并且它具有更大的带隙，因此可能是一种基于拓扑表面态应用方面更有前景的材料。虽然密度泛函理论在预言拓扑绝缘体方面体现过极大的成功，但稀土化合物中的强关联性对精确计算是个不小的挑战。因此，从实验的角度研究YbB6的电子结构和拓扑性质就显得极为重要。

利用角分辨光电子能谱，我们研究了YbB6单晶的电子结构。我们观测到在Γ点和X点附近的绝缘带隙里存在线性色散的能带，他们随kz没有变化，暗示着它们的表面起源。这些能带的圆二色性（CD）实验显示有对应于拓扑绝缘体的自旋角动量结构。在X点附近的β带显示了二度对称的圆二色性，而Γ点附近的α带显示出关于Γ-X轴反对称的行为。并且，我们还发现随着解理面的不同，样品的化学势有高达500 meV的改变，这种情况有时竟然发生在同一表面上。体带通常与拓扑表面态共存，我们观测到的绝缘带隙是100 meV，比理论预言要大。这样，调节化学势以至于实现由表面态主导的输运将是可能的。

上述工作已经发表为Xia, M. et al. Sci. Rep. 4, 5999; DOI:10.1038/srep05999 (2014).

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图 YbB6的电子结构以及光电子能谱圆二色性实验结果