狄拉克半金屬研究新進(jìn)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(xué)物質(zhì)為主題的學(xué)術(shù)性文章被發(fā)表。最近，三維拓?fù)涞依税虢饘俨牧匣鹆似饋恚@是目前凝聚態(tài)領(lǐng)域和材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它被人們形象地譽(yù)為三維版本的石墨烯，在未來低能耗電子學(xué)器件應(yīng)用上具有重要價(jià)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(cè)量和紅外光譜測(cè)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(yùn)證據(jù)。
    研究人員通過對(duì)ZrTe5中量子振蕩行為進(jìn)行分析，確認(rèn)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(shí)具有非平庸的貝里位相（Berry phase）。而轉(zhuǎn)角磁電阻測(cè)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(shí)，研究人員進(jìn)一步在強(qiáng)磁場（31T）、極低溫（300mK）下測(cè)量了樣品中的量子振蕩行為，發(fā)現(xiàn)由于朗道能級(jí)劈裂效應(yīng)，這些量子振蕩峰會(huì)隨著溫度的降低出現(xiàn)劈裂，表明材料中的狄拉克點(diǎn)可能由于時(shí)間反演對(duì)稱性破缺劈裂為兩個(gè)外爾點(diǎn)。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(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員田明亮課題組在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置水冷磁體和極低溫測(cè)試系統(tǒng)支持下，在三維狄拉克半金屬研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《物理評(píng)論B》上。
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