繼拓?fù)浣^緣體之后,凝聚態(tài)物理中拓?fù)淠軒Ю碚摰陌l(fā)展促使了拓?fù)浒虢饘俚某霈F(xiàn)。拓?fù)浒虢饘袤w系中包含多樣的新型拓?fù)滟M(fèi)米子,對(duì)拓?fù)潆娮訉W(xué)的研究具有重要意義。此外,拓?fù)浒虢饘儇S富的材料體系以及能帶結(jié)構(gòu)也為更多新奇物理效應(yīng)的研究帶來了新的機(jī)遇。本文主要對(duì)拓?fù)浒虢饘俨牧系碾妼W(xué)輸運(yùn)特性進(jìn)行探索。主要內(nèi)容如下:1、首先介紹了拓?fù)浒虢饘俚幕疚锢硇再|(zhì)、二維材料的基本性質(zhì)以及層狀拓?fù)浒虢饘俨牧系难芯扛艣r。并對(duì)本文實(shí)驗(yàn)中所采用的器件制備工藝以及輸運(yùn)測量方法進(jìn)行了介紹。2、對(duì)空穴導(dǎo)電的狄拉克半金屬Cd3As2中的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)弱空穴型Cd3As2在加磁場后變溫曲線上具有絕緣體-金屬-絕緣體兩次相變過程。理論分析表明,兩次金屬絕緣體相變過程均與狄拉克點(diǎn)密切相關(guān)。低溫絕緣相的出現(xiàn)由狄拉克型能帶朗道量子化后引起的電子局域所導(dǎo)致,高溫絕緣相由狄拉克點(diǎn)附近缺陷態(tài)的熱激發(fā)導(dǎo)致。3、實(shí)驗(yàn)研究了新型二類外爾半金屬WTe2中的各向異性手性反常效應(yīng)。WTe2是首個(gè)被理論預(yù)言的二類外爾半金屬,其二類外爾特性受到了廣泛的關(guān)注。各向異性手性反常效應(yīng)是二類外爾點(diǎn)最主要的輸運(yùn)特性,實(shí)驗(yàn)上我們通過制作不同晶向的薄膜器件對(duì)WTe... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２狄拉克半金與其他拓?fù)鋺B(tài)的關(guān)系（ａ）狄拉克半金屬可以向多種拓?fù)鋺B(tài)轉(zhuǎn)變；（ｂ）??

外爾點(diǎn)的拓?fù)浔Ｗo(hù)特性使得貝利曲率積分后Ｘ不為零，而且兩個(gè)不同手性的外爾??費(fèi)米子Ｘ的符號(hào)是相反的。由于貝利曲率可以看作倒空間中的“磁場”，不同手性??的外爾點(diǎn)則可以看作倒空間的“磁單極子”，其物理圖像如圖１．３ｂ。此外，外爾半??金屬具有連接體帶外爾點(diǎn)的不閉合表面態(tài)，稱為費(fèi)米弧。同時(shí)費(fèi)米弧具有自旋和??動(dòng)量鎖定的特征，上下表面的費(fèi)米弧自旋動(dòng)量鎖定相反，如圖１．３ａ。不閉合的費(fèi)??５??

究的基礎(chǔ)上，２０１５年翁紅明等人［４４］預(yù)言破壞空間反演對(duì)稱性的非磁性材料ＴａＡｓ??家族屬于Ｗｅｙｌ半金屬材料，同年，實(shí)驗(yàn)上利用ＡＲＰＥＳ觀測到了?ＴａＡｓ的Ｗｅｙｌ??半金屬特性［５，４５］（不閉合的費(fèi)米弧和Ｗｅｙｌ點(diǎn)，如圖１．４），隨后，大量的實(shí)驗(yàn)和??理論工作迅速開展，越來越多的Ｗｅｙｌ半金屬材料被相繼發(fā)現(xiàn)，如ＴａＰ［４６］，?ＮｂＰ??等［４７］。??（ａ〉（ｂ）?Ｆｅｒｍｉ?ａｒｃｓ?（ｃ〉??Ｗｅｖｌ?Ｆｅｒｍｉｏｎｓ???．?ＴＫ?－〇．２?－??－６．１?０．０?０．１?－０．２?０?０．２??々ｖ?（入’??圖１．４ＴａＡｓ中的費(fèi)米弧和表面態(tài)特征（ａ）?ＴａＡｓ的晶格結(jié)構(gòu)；（ｂ）?ＡＲＰＥＳ觀測到的ＴａＡｓ??中的費(fèi)米��；（ｃ）?ＡＲＰＥＳ觀測到的ＴａＡｓ中的兩個(gè)手性相反的外爾點(diǎn)。圖片取自文獻(xiàn)??［４５］。??１．１．４?第二類拓?fù)浒虢饘??隨著狄拉克和外爾半金屬的出現(xiàn)，理論預(yù)言在凝聚態(tài)物理中準(zhǔn)粒子的激發(fā)可??以實(shí)現(xiàn)打破洛倫茲協(xié)變性的新型拓?fù)滟M(fèi)米子，稱為第二類外爾／狄拉克費(fèi)米子，??對(duì)應(yīng)的材料稱為第二類外爾／狄拉克半金屬。由于打破洛倫茲協(xié)變性，這類費(fèi)米??子在高能物理中是不能存在的。在ＴａＡｓ、Ｎａ３Ｂｉ、Ｃｄ３Ａｓ２等材料中，狄拉克或外??爾點(diǎn)出現(xiàn)在導(dǎo)帶和價(jià)帶的交點(diǎn)（稱為一類拓?fù)浒虢饘伲�。但是在二類拓�(fù)浒虢饘??中，這些狄拉克／外爾點(diǎn)出現(xiàn)在能帶中電子和空穴口袋邊界的交點(diǎn)，交點(diǎn)附近能??帶嚴(yán)重傾斜，導(dǎo)致很強(qiáng)的能帶各向異性，如圖１．５。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Non-Stoichiometry Effects on the Extreme Magnetoresistance in Weyl Semimetal WTe2[J]. 龔吉祥,楊軍,葛敏,王永建,梁丹丹,駱磊,嚴(yán)秀,甄偉立,翁士瑞,皮靂,張昌錦,朱文卡.  Chinese Physics Letters. 2018(09)
[2]Topological nodal line semimetals[J]. 方辰,翁紅明,戴希,方忠.  Chinese Physics B. 2016(11)



本文編號(hào)：3532045