狄拉克半金属研究新进展

随着硫化物，硒化物，碲化物等材料的兴起，已经有越来越多以这些化学物质为主题的学术性文章被发表。最近，三维拓扑狄拉克半金属材料火了起来，这是目前凝聚态领域和材料科学领域研究的热点，它被人们形象地誉为三维版本的石墨烯，在未来低能耗电子学器件应用上具有重要价值。早期研究表明，层状材料ZrTe5是性能优异的热电材料，而最近的角分辨光电子能谱测量和红外光谱测量则表明，该材料可能是一种三维狄拉克半金属材料。但目前相关的研究还没有确凿的电输运证据。
    研究人员通过对ZrTe5中量子振荡行为进行分析，确认了样品中的电子具有高的迁移率和非常轻的有效质量，同时具有非平庸的贝里位相（Berry phase）。而转角磁电阻测量则发现，这些狄拉克电子具有明显的三维特征。与此同时，研究人员进一步在强磁场（31T）、极低温（300mK）下测量了样品中的量子振荡行为，发现由于朗道能级劈裂效应，这些量子振荡峰会随着温度的降低出现劈裂，表明材料中的狄拉克点可能由于时间反演对称性破缺劈裂为两个外尔点。这些研究表明，层状ZrTe5材料是研究三维狄拉克半金属的理想材料体系。
     中科院强磁场科学中心研究员田明亮课题组在稳态强磁场实验装置水冷磁体和极低温测试系统支持下，在三维狄拉克半金属研究中取得重要进展，相关研究结果在线发表在《物理评论B》上。
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