中科院物理所等理論預(yù)言單硅化物中的雙外爾聲子

發(fā)布：cyqdesign 2018-01-16 23:33 閱讀：1903

近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心的科研團(tuán)隊(duì)，在拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域取得新成果，首次在聲子體系中預(yù)言三重簡(jiǎn)并和四重簡(jiǎn)并兩類“雙外爾點(diǎn)”，這項(xiàng)工作是繼“拓?fù)浣^緣體”、“量子反常霍爾效應(yīng)”、“外爾費(fèi)米子”、“三重簡(jiǎn)并費(fèi)米子”之后，在能帶拓?fù)漕I(lǐng)域的又一理論進(jìn)展，為單晶固體材料中聲子拓?fù)鋺B(tài)的研究開辟了新方向。

　　近年來，拓?fù)淠軒д撛?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=電子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_9">電子體系和光子體系中取得很大成就，萌生出許多新興的研究方向。但聲子系統(tǒng)中的拓?fù)鋺B(tài)大多局限于對(duì)人工體系經(jīng)典聲波的研究，能量尺度局限于KHz量級(jí)上。然而，參與熱導(dǎo)、電聲耦合的聲子均是量子力學(xué)極限下THz量級(jí)的聲子決定的。因此，對(duì)于原子尺度上聲子拓?fù)湫缘难芯烤哂兄匾饬x。

　　研究發(fā)現(xiàn)一組無中心對(duì)稱過渡金屬單硅化物MSi(M=Fe,Co,Mn,Re,Ru)的聲子譜中廣泛存在兩種“雙外爾點(diǎn)”。第一類雙外爾點(diǎn)是在布里淵區(qū)中心的所有三重簡(jiǎn)并點(diǎn)，包括連接零能的三條聲學(xué)聲子模式，三條能帶的陳數(shù)分別為0，±2，稱之為“Spin-1 Weyl”點(diǎn)。第二類雙外爾點(diǎn)是布里淵區(qū)邊界角上的四重簡(jiǎn)并點(diǎn)，由非簡(jiǎn)單空間群保護(hù)，兩兩能帶的陳數(shù)分別為±2，稱之為“Charg-2 Dirac”點(diǎn)。與電、光系統(tǒng)的外爾點(diǎn)性質(zhì)無異，聲子系統(tǒng)中的外爾點(diǎn)也有螺旋的表面態(tài)與體態(tài)的拓?fù)湎鄬?duì)應(yīng)的性質(zhì)，因此MSi體態(tài)中的雙外爾點(diǎn)亦會(huì)有雙螺旋的表面態(tài)與之相應(yīng)。MSi的雙螺旋表面態(tài)同樣可以用外爾斯特拉斯橢圓函數(shù)所生成的“非緊致的黎曼面”描述。因?yàn)檫@類預(yù)言的材料真實(shí)存在，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有望能證實(shí)這一預(yù)言。

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