二维铁弹性材料在形状存储器件中具有广阔的应用潜力，而拓扑绝缘体在微电子学和量子信息方面有着广泛的应用前景。尽管对于铁弹和拓扑绝缘体材料的单个研究已经取得了很大的进展，但是对于在单个二维晶格中同时具有两个量子态的铁弹拓扑绝缘体的研究尚未系统开展。

铁弹性和拓扑性是凝聚态材料中两个有趣却又截然不同的量子态，它们从未在单一的二维晶格中同时发现。在本课题的研究中，我们发现在二维四方HfC单层中允许同时存在铁弹性和拓扑性。通过第一性原理计算，我们发现它具有可逆应变为17.4 %的开关势垒，在二维四方晶格中实现了各向异性。更有趣的是，应力对拓扑行为的调谐产生自旋极化和边缘态，即量子自旋霍尔效应。充分利用两个量子态的耦合，我们可以实现铁弹性对拓扑边缘的控制；这为下一代的二维纳米器件实现多功能状态提供了可能。

该工作是在泰山学者特聘专家张昌文教授的指导下由研究生马安宁完成的，发表在SCI期刊Physical Chemistry Chemical Physics上。本工作得到了国家自然科学基金（11804116）和山东省国家自然科学基金（ZR2018MA033）的支持。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cp/c9cp00272c