近日，戴瑛教授團隊與德國於利希研究中心合作發現二維反鐵磁體可以實現絕緣拓撲量子態，從而發現了一類不同於量子反常霍爾效應的二維體系磁性拓撲絕緣體，並預言了實現這一拓撲量子態較為理想的材料體系。相關研究成果以"Antiferromagnetic Topological Insulator with Nonsymmorphic Protection in Two Dimensions"為題發表在Physical Review Letters 124，066401 (2020)。牛成旺教授為論文的第一作者，戴瑛教授為通訊作者，山東大學為第一作者單位。
二維材料因其豐富的電子物性展現出極大的應用前景，在自旋電子學、高溫超導等領域均受到廣泛的關注。二維拓撲絕緣體（又稱量子自旋霍爾絕緣體）在石墨烯中的發現更是激起了人們對拓撲材料的研究與探索。由於拓撲絕緣體是一類由時間反演對稱性保護的拓撲量子態，之前人們的研究主要集中於非磁性的材料體系。有趣的是，拓撲絕緣體中磁有序的引入卻可以實現一些新奇的量子效應，如：量子反常霍爾效應的首次實驗驗證就是在磁性摻雜的二維拓撲絕緣體薄膜中實現的。
三維體系中時間反演T和平移對稱性τ(1/2)的聯合作用S=Tτ(1/2)也可以實現一類新的反鐵磁拓撲絕緣體，受到人們的極大關注，然而，聯合作用S在二維反鐵磁體中卻並不適用。戴瑛教授團隊研究發現nonsymmorphic對稱性可有效保護二維反鐵磁體拓撲量子態的實現，從而在二維體系中實現了一類不同於量子反常霍爾效應的磁性拓撲絕緣體。此外，該研究還預言SrMnSn、SrMnPb、BaMnSn和BaMnPb是實現這一拓撲量子態較為理想的材料體系，為其進一步的實驗研究提供了材料基礎。
戴瑛教授團隊自2010年開展二維材料和拓撲量子態的研究以來，在Physical Review Letters、Nature Communications、Nano Letters、ACS Nano, Physical Review B等國際著名學術期刊發表了一系列的理論研究成果，多篇研究入選ESI高被引論文。
該研究工作得到了晶體材料國家重點實驗室、國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省重大科技創新工程項目、山東大學齊魯青年學者計劃和山東省泰山學者計劃的支持。