中文摘要：

申请人在高温超导电性、强关联电子体系和扫描隧道显微术等方向均有较丰富的研究经验，取得了具有一定影响力的成果。在高温超导研究中利用超强磁场下的能斯特效应和抗磁性发现超导涡漩存在于远高于超导转变温度的赝能隙相，为超导的相变机制和电子配对机理提供了新线索。在钠钴氧体系的研究中，证明了其巨热电势是由自旋熵引起，并建立了其电子相图。在STM对分子体系的研究中，揭示了Jahn-Teller效应和强电子关联对金属掺杂C60电子相图的影响。共发表学术论文25篇，其中Nature 3篇，Science 2篇，Nature Materials 3篇，Nature Physics 2 篇，PRL 4篇，PNAS 1篇，共被引用1800多次。多次在国际会议和世界知名学府做邀请报告。获得McMillan Award、Miller Fellowship、李氏基金会杰出成就奖等科技奖项。现任教育部长江学者特聘教授。

结论摘要：

在本项目中，我们的研究基本围绕项目计划书的内容展开，利用扫描隧道显微镜对铁基和铜氧化物高温超导体的局域电子结构进行了研究。由于拓扑绝缘体在2009年前后的出现，我们也利用输运测量对其进行了研究，因此本项目结题报告主要包含这两方面的内容。我们在铁基超导体的电子相图、铜氧化物高温超导体莫特绝缘体母体的电子结构、磁性掺杂拓扑绝缘体的量子输运性质研究等方面均取得了一定的进展，较好地完成了计划书的科研目标。在本项目资助下，共发表学术论文12篇，其中包括Science 2篇，Nature Communications 3篇，Phys. Rev. Lett. 3篇， Phys. Rev. B 2篇。共培养毕业博士研究生3名，在读博士研究生9名。项目成员共参加国际国内学术会议超过20人次，8名博士研究生曾赴国外一流研究机构访问交流。 以下我们就三个主要的研究进展做简单总结 1. 在铁基高温超导体的电子相图研究中，我们利用扫描隧道显微镜研究了LaOFeAs、KFe2Se2、以及NaFe1-xCoxAs体系的单晶解理表面。在LaOFeAs体系中发现了一个具有二次对称性的表面态；在KFe2Se2中发现一个电荷密度波的超结构可能与超导相共存；在NaFe1-xCoxAs体系中发现了从母体的自旋密度波态到超导态到一个“类似赝能隙态”的电子结构演变；以及在欠掺杂区自旋密度波态与超导态的微观共存与竞争。 2. 在铜氧化物超导体Ca2CuO2Cl2莫特绝缘体母体中，我们利用高温扫描隧道显微镜首次观测到了原子尺度的表面形貌和完整的Mott-Hubbard能隙，并探测到了单个电荷掺杂所诱导的电子态，其来源于Hubbard带到低能态的谱重转移。此杂质电子态在空间的分布呈现强烈的局域化，可能源于电子在反铁磁背景中运动受到的阻挫。 3. 在拓扑绝缘体的量子输运研究方面，我们发现在超薄的Bi2Se3拓扑绝缘体中，电子-电子相互作用诱导一个绝缘的基态；在Cr掺杂的Bi2Se3拓扑绝缘体薄膜中，磁性杂质破坏了时间反演对称性并诱导了从弱反局域化到弱局域化的转变；通过能带调制技术，制备了Bi2Te3和Sb2Te3混合的三元体系，并获得了理想的本征拓扑绝缘体；在Cr掺杂的（BiSb）2Te3中观测到量子反常霍尔效应；在Cr掺杂的Bi2（SeTe）3中观测到拓扑诱导的磁性量子相变。