三維狄拉克半金屬研究獲進展

2020-11-25 科學網

 

中科院強磁場科學中心研究員田明亮課題組在穩態強磁場實驗裝置水冷磁體和極低溫測試系統支持下，在三維狄拉克半金屬研究中取得重要進展，相關研究結果在線發表在《物理評論B》上。

三維拓撲狄拉克半金屬是目前凝聚態領域和材料科學領域研究的熱點，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用上具有重要價值。早期研究表明，層狀材料ZrTe5是性能優異的熱電材料，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。但目前相關的研究還沒有確鑿的電輸運證據。

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量，同時具有非平庸的貝裡位相（Berry phase）。而轉角磁電阻測量則發現，這些狄拉克電子具有明顯的三維特徵。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，發現由於朗道能級劈裂效應，這些量子振蕩峰會隨著溫度的降低出現劈裂，表明材料中的狄拉克點可能由於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。（來源：中國科學報 李瑜）

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