拓扑学和相互作用是现代量子物质理解中的基本概念。它们之间的联系产生了3个重要研究方向，一是不同相互作用之间的竞争；二是相互作用和拓扑之间的相互作用驱动扭曲层状材料和拓扑磁体中的现象；三是几个拓扑顺序的合并产生不同的新相。

研究者揭示了简单元素-固体砷中物质的“混合”拓扑相，并通过独特的体积-表面-边缘对应，发现砷具有连接强的高阶拓扑结构，稳定了混合拓扑相。虽然动量-空间光谱测量显示了拓扑表面状态的迹象，但是空间显微镜测量揭示了表面上各种天然纳米结构上拓扑诱导的阶梯边缘传导通道的独特几何形状。

利用理论模型，他们证明了砷中无间隙阶边态的存在依赖于非平凡强Z2不变量和非平凡高阶拓扑不变量的同时存在，这为混合拓扑的存在提供了实验证据。该研究强调了在工程量子或纳米器件中探索不同带拓扑的相互作用和利用相关拓扑传导通道的途径。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07203-8