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京學(xué)院化學(xué)大學(xué)量子材料科學(xué)中心博士研究生劉藝苑、賈爽副院長與合作者發(fā)覺狄拉克半金屬VAl3中的拓?fù)?/a>電子可以不受較大的物理成份變化的影響。該項(xiàng)工作于2020年6月18日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)刊物《美國科大學(xué)院刊》上。
拓?fù)浒虢饘僦写嬖谥負(fù)潆娮樱鼈兡苄纬稍S多新的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，是當(dāng)前匯聚態(tài)化學(xué)研究的熱點(diǎn)。但是，半金屬中的拓?fù)潆娮雍苋菀自獾酵獠凯h(huán)境或物理成份微小變化的影響，造成其偏離費(fèi)米基態(tài)。這些脆弱的狀態(tài)限制了許多材料在未來的潛在應(yīng)用。
圖一：在VAl3中，V-Al間的物理鍵對其中的拓?fù)潆娮泳哂斜Ｗo(hù)作用。該物理鍵的破裂造成一個(gè)拓?fù)湎嘧儭?span style="display:none">2rN物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
日前，上海學(xué)院化學(xué)大學(xué)量子材料科學(xué)中心博士研究生劉藝苑、賈爽副院長與合作者發(fā)覺狄拉克半金屬VAl3中的拓?fù)潆娮涌梢圆皇茌^大的物理成份變化的影響。研究發(fā)覺化學(xué)鍵斷裂，當(dāng)VAl3中大量的V原子被Ti代替時(shí)，其晶格常數(shù)發(fā)生了很大變化，但是熱學(xué)性質(zhì)保持不變，說明其中的狄拉克電子具有高度的魯棒性。直至超過35%的V原子被替代后，這些狄拉克半金屬才轉(zhuǎn)變?yōu)橥負(fù)浞ξ兜慕饘佟＝Y(jié)合熱學(xué)檢測、晶體結(jié)構(gòu)剖析、能帶結(jié)構(gòu)估算和分子軌道剖析化學(xué)鍵斷裂，劉同事發(fā)覺這一轉(zhuǎn)變是由共價(jià)的V-Al鍵破裂控制的。換句話說，VAl3中的狄拉克電子遭到了分子軌道為其“重心”的V-Al鍵的保護(hù)，因而具有魯棒性。
圖二：左圖所示V1-在x=0.35時(shí)由n-型狄拉克半金屬變?yōu)閜-型拓?fù)浞ξ督饘佟Ｏ聢D所示這一物理鍵破裂造成的拓?fù)湎嘧儼殡S著較大的晶體結(jié)構(gòu)和形貌的變化。
了解晶體結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)之間的關(guān)系對于設(shè)計(jì)新型量子材料至關(guān)重要。本篇文章提出了通過控制物理鍵操縱拓?fù)潆娮拥挠行Х绞剑瑢τ谡覍ば碌耐負(fù)洳牧嫌兄匾饬x。
該項(xiàng)工作于2020年6月18日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)刊物《美國科大學(xué)院刊》上。成都學(xué)院賈爽副院長是本文的通信作者，博士生劉藝苑為第一作者。這一工作的主要合作者還包括英國路易斯安娜州立學(xué)院的謝偉微院士、中國大陸成功學(xué)院的張?zhí)╅旁洪L等人。該工作得到了國家自然科學(xué)基金，國家重點(diǎn)研制計(jì)劃，中科院卓越創(chuàng)新中心，量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海量子研究院等支持。
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