《Weyl半金屬TaAs/NbAs在極端條件下的輸運性質研究》是依託復旦大學，由董金奎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Weyl半金屬TaAs/NbAs在極端條件下的輸運性質研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董金奎
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以拓撲絕緣體為代表的凝聚態物理系統中的不尋常拓撲現象受到了科學界空前的關注。拓撲半金屬也是一類全新的拓撲電子態,它的費米能級正好位於兩支能帶的交叉點上。它類似於三維的石墨烯，會呈展出很多新奇的量子現象。本課題計畫研究最近理論預言的一類Weyl半金屬TaAs/NbAs的電、熱輸運性質。Weyl半金屬中的準粒子用具有手性的相對論Weyl方程描寫。申請人計畫通過極端條件（極低溫、強磁場、高壓）下的多種測量手段探測這類材料中可能存在的新奇量子物態，比如量子振盪、Adler-Bell-Jackiw(ABJ)異常和反常霍爾效應等。
結題摘要
【項目背景】 近年來，拓撲材料已發展成為包含拓撲絕緣體、拓撲近藤絕緣體、狄拉克半金屬、外爾半金屬、拓撲節線半金屬、拓撲超導體等在內的國際矚目的重要研究領域。在拓撲材料中，一些電子具有類似光子的線性能量–動量關係（色散關係），在動量空間中，其能帶呈狄拉克錐結構，被稱為無質量狄拉克費米子，這種準相對論粒子在拓撲材料中引起許多新奇的物理效應。 【主要研究內容】1、SmB6在低溫其電阻呈現金屬性，具有受拓撲保護的表面金屬態。為了細緻研究其能隙的形成和能隙中可能存在的低能激發，對高質量的拓撲近藤絕緣體SmB6單晶進行了極低溫（0.1 K）和強磁場（至14.5 T）下的熱導率實驗研究。2、合成不同摻雜濃度的Ce1−xYbxCoIn5系列超導體，研究了單晶Ce1−xYbxCoIn5剩餘電阻率隨摻雜濃度的關係。利用極低溫熱導率實驗手段，研究了Ce1−xYbxCoIn5的超導能隙結構及其隨摻雜的變化情況。3、採用助熔劑方法生長了可用於DAC高壓實驗用高質量的NbAs單晶樣品。對NbAs單晶進行了單晶X射線衍射（XRD）物相表征、掃描電子顯微鏡(SEM)形貌表征等。隨後開展了金剛石壓砧（DAC）高壓實驗。 【重要結果】 1、對拓撲近藤絕緣體SmB6研究結果排除了SmB6的體中存在無能隙的電中性費米激發(如標量馬約拉納費米子或自旋子)的可能性，也排除了體費米面的存在。2、對重費米子超導體Ce1−xYbxCoIn5的極低溫熱導率實驗發現，熱導率的剩餘線性項滿足universal law，Yb的摻雜並沒有改變超導能隙為線節點的結構。3、金剛石壓砧（DAC）高壓XRD實驗,表明NbAs的晶格結構對壓力不敏感，沒有發生壓力下的結構相變。4、DAC高壓電阻率實驗,高壓直到20GPa，NbAs沒有表現出超導跡象，表明Weyl半金屬態比較穩定，對壓力不敏感。 【科學意義】拓撲量子態是如今凝聚態物理中的前沿課題，其在極端條件下的物性研究，對探索拓撲材料在新一代電子器件、量子計算和信息科學領域的套用可以提供很多有價值的線索。
