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上海微系统所等在节点线材料电子结构研究方面取得进展

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

中科院新闻中科院超导电子学卓越中心研究员沈大伟上海微系统与信息技术研究所信息功能材料重点实验室刘忠浩副研究员研究团队与中国人民大学王善才、雷和昌、刘凯教授团队及研究成员合作德国莱布尼茨固体物理与材料研究所（IFW-Dresden）Sergey Borisenko教授团队利用高分辨率角分辨光电子能谱实验技术和第一性原理计算研究了低能电子结构高质量TiB2单晶样品，首次证实了拓扑半金属TiB2中节线电子结构的存在。

相关论文Experimental Observation of Dirac Nodal Links in Centrometry Semimetal TiB2已发表在Physical Review X 8,44()上。

拓扑半金属将新型拓扑电子量子态从拓扑绝缘体扩展到金属材料。

此类材料中的一些导带和价带交叉点受到空间、时间或某些晶体对称性的保护，因此特定对称性的扰动无法打开能隙。

当这些线性能带的交点接近费米能级时，材料低能激发的准粒子性质将与普通薛定谔型准粒子激发有很大不同，导致材料表现出新颖的物理性质。

根据维度分类，这些电子结构中的交点可分为零维节点（节点）和一维节点线。

节点型材料最近得到了广泛的研究和报道。

例如，在狄拉克、韦尔和三重简并半金属材料中分别发现了四重、二重和三重简并节点。

一维节点线性材料具有更多的可变构型，并且仅在少数材料中发现了节点电子结构的某些构型的迹象。

这项工作首次证实了TiB2材料中存在两种受不同晶体对称性保护的节点电子结构。

与过去发现的孤立的节点线不同，这两种节点线相交于一点，形成了一种奇怪的节点链接型电子结构。

上海微系统所等在节点线材料电子结构研究方面取得进展

这种节点连接的电子结构也是首次通过实验观察到。

此外，与已报道的其他节线型材料相比，TiB2的费米面主要由节线组成，与其他能带没有干扰，从而为进一步研究狄拉克节线费米子提供了理想的研究平台。

同时，这项研究还将节点电子结构性质的研究范围扩展到自旋轨道耦合相对较弱的材料，例如二硼化物。

刘忠浩为该工作的第一作者，上海微系统研究所为该工作的第一单位。

该工作得到了国家基金委国家重大仪器项目（项目批准号：）、面上项目、青年项目、科技部国家重点研发计划、上海启航计划的资助。

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