固体中的量子限域现象是指电子在实空间中的运动受限在固体中的表面等有限区域，量子效应导致其能量动量空间的解散关系发生量子化现象，表现为分立的能带，而不是传统三维固体中的连续能带。

    早在2012年，陈朝宇就在拓扑绝缘体Bi2Se3体系中观测到了体态能带的量子阱态。结构弛豫导致的材料表面第一个七重层和下面七重层之间的晶格间隙的扩张。这种扩张让最表面七重层近似于独立的单层，体态的电子被限制于这个单层结构中，产生了孤立的量子能级，导致了量子阱态的出现。相关结果发表于美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences 109, 3694-3698 (2012)）。

    如今，在kagome superconductor KV3Sb5体系中，本团队又发现了同样的现象：极性表面结构弛豫导致表面晶格准单层化，体态能带因量子限域效应而产生额外的量子阱态能带。

    我们还近一步通过第一性原理计算发现，不同的表面截止面 （full Cs-, half Cs-, full Sb-）的结构弛豫和CDW不稳定性也不一样。full-Sb- and half Cs-截止面没有明显的结构弛豫和量子限域效应，只有full Cs-截止面表现出明显的量子阱态。相反的是，full-Sb- and full Cs-截止面的CDW不稳定性很弱，只有half-Cs的CDW不稳定性跟体态晶格的CDW不稳定性一样强。

  上述结果能够解释这个领域存在的2个争议：一，DFT计算预言了能带上明显的kz色散，而ARPES结果中却看不到这样的色散。这种区别来源于ARPES的探测深度较浅，只局限于表面1-2层，其贡献的能带受到量子限域的影响，具备量子阱态的特点，丢失了原本体带的三维色散。二，多数截止面因结构弛豫不具备像体态那样的CDW不稳定性，因此表面敏感的探测手段，如STM，ARPES等，不易观测到手性CDW或者时间反演对称性破缺的信号。相反，体敏感的测量如μSR实验和电磁手征各向异性实验则能够得到手性CDW或者时间反演对称性破缺的信号。这就解释了不同测量手段针对上述物理是否存在的争议。

    本工作的合作者包括南科大物理系梅佳伟组，北航物理学院王建峰团队等。