狄拉克半金屬研究新進展

隨著硫化物，硒化物，碲化物等材料的興起，已經(jīng)有越來越多以這些化學物質(zhì)為主題的學術(shù)性文章被發(fā)表。最近，三維拓撲狄拉克半金屬材料火了起來，這是目前凝聚態(tài)領(lǐng)域和材料科學領(lǐng)域研究的熱點，它被人們形象地譽為三維版本的石墨烯，在未來低能耗電子學器件應(yīng)用上具有重要價值。早期研究表明，層狀材料ZrTe5是性能優(yōu)異的熱電材料，而最近的角分辨光電子能譜測量和紅外光譜測量則表明，該材料可能是一種三維狄拉克半金屬材料。但目前相關(guān)的研究還沒有確鑿的電輸運證據(jù)。
    研究人員通過對ZrTe5中量子振蕩行為進行分析，確認了樣品中的電子具有高的遷移率和非常輕的有效質(zhì)量，同時具有非平庸的貝里位相（Berry phase）。而轉(zhuǎn)角磁電阻測量則發(fā)現(xiàn)，這些狄拉克電子具有明顯的三維特征。與此同時，研究人員進一步在強磁場（31T）、極低溫（300mK）下測量了樣品中的量子振蕩行為，發(fā)現(xiàn)由于朗道能級劈裂效應(yīng)，這些量子振蕩峰會隨著溫度的降低出現(xiàn)劈裂，表明材料中的狄拉克點可能由于時間反演對稱性破缺劈裂為兩個外爾點。這些研究表明，層狀ZrTe5材料是研究三維狄拉克半金屬的理想材料體系。
     中科院強磁場科學中心研究員田明亮課題組在穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置水冷磁體和極低溫測試系統(tǒng)支持下，在三維狄拉克半金屬研究中取得重要進展，相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《物理評論B》上。
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