强磁场中心王俊峰在外尔费米子领域合作研究获突破

来源:强磁场科学中心浏览次数:2013发布时间:2017-10-05编辑:粟晓丽

  新闻网讯(通讯员 王俊峰 韩小涛)10月4日,《自然·物理》(Nature Physics)正式刊发了题为《TaP在磁场诱导下的外尔费米子湮灭》(Magnetic-tunnelling-induced Weyl node annihilation in TaP)的论文。该成果由我校国家脉冲强磁场科学中心王俊峰研究员与北京大学量子材料科学中心贾爽研究员、南方科技大学卢海舟教授等国内外多个研究团队合作完成,贾爽、王俊峰和卢海舟为共同通讯作者。该成果是基于脉冲强磁场实验装置电输运、磁特性实验平台的又一重要研究成果。



  外尔半金属及外尔费米子的发现是拓扑半金属研究领域的一项重大进展。晶体中实现的外尔费米子是一种受拓扑保护的稳定准粒子,一对具有相反手性的外尔点只有被移动到同一动量坐标上才会发生湮灭。然而,这种粒子与反粒子的相互湮灭现象在不改变能带结构的条件下是很难实现的,只有当外磁场足够强、电子的磁长度倒数与两个相反手性外尔点的动量距离相比拟、在物理上允许发生磁隧穿效应时,才有可能实现能隙的打开以及外尔费米子的湮灭。为此,王俊峰与合作者利用65特斯拉脉冲磁体,通过一系列的变温和转角电输运测量以及第一性原理计算,对新型外尔半金属TaP开展了强磁场下的电输运研究。研究发现,在34.4特斯拉的临界磁场下,TaP的霍尔信号发生明显反转,由此证实了TaP的一对手性相反的外尔点在强磁场下(34.4 T)发生湮灭。该研究在国际上首次观察并证实了外尔点的湮灭现象,深刻揭示了外尔费米子在强磁场下的非平庸拓扑性质,进一步加深了人们对外尔费米子的理解。


  近年来,依托国家脉冲强磁场科学中心电输运、磁特性实验平台,王俊峰研究组与国内外多个研究单位积极开展强磁场领域的合作研究,进行了磁电阻、霍尔电阻、磁化、电输运行为、拓扑半金属材料等方面的测量与研究,发表相关论文30余篇,包括Nature子刊2篇、Physical Review系列论文10篇。其中,2篇论文入选ESI热点论文,4篇论文入选ESI高被引论文。这些工作体现了我校脉冲强磁场实验装置在促进科学研究上的平台支撑作用,推动了脉冲强磁场科学实验平台下物理学前沿热点领域研究工作的开展。


  论文链接:


https://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys4183.html

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