陈宇林研究组在拓扑Weyl半金属研究中取得重要进展

2015年8月22日

       三维拓扑Weyl半金属是一种同时具有“三维石墨烯”和拓扑绝缘体特征的新型拓扑量子材料,其体态电子形成了无质量的手性Weyl费米子——一种与狄拉克费米子相似的在动量空间中具有三维线性色散的无质量粒子。不同的是Weyl费米子仅具有狄拉克费米子一半的自由度,而不同手性的Weyl费米子可以在一定条件下由一个狄拉克费米子分裂产生。两种相异手性的Weyl费米子可以由拓扑表面态连接,在相空间中形成奇异的非闭合“费米弧”。由于这些独特的电子结构,Weyl半金属具有与众不同的的量子输运现象,并对低能耗高速电子器件提供了新的材料基础。

                                                                          

       最近,物理系博士后研究员杨乐仙在陈宇林教授的指导下,和国内外科研机构(包括英国牛津大学、美国伯克利劳伦斯国家实验室、英国钻石同步辐射光源、德国马克斯-普朗克研究所和上海科技大学)的研究人员密切合作,研究了过渡金属砷化物TaAs的电子结构,不仅发现了奇特的体态Weyl费米子,同时也成功观察到了独特的表面费米弧结构,从而有力证实了拓扑Weyl半金属的存在。

      相关研究成果已于8月17号以“Weyl semimetal phase in the non-centrosymmetric compound TaAs”为题在Nature Physics3425 (2015)上发表。