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物理系杨金虎等科研人员在拓扑量子材料研究领域取得重要进展

来源 : 理学院     作者 : 物理系     时间 : 2018-09-07  访问量 : 656

具有非平凡拓扑结构的量子材料是当前国际凝聚态物理中的重要研究领域。其中典型的拓扑半金属材料由于其特殊的电子能带结构具有相对论性的无质量狄拉克费米子和受拓扑保护的表面态,从而引起许多新奇的量子效应,可应用于未来的高性能电子器件和量子计算。

最近物理系量子物质调控杭州市重点实验室杨金虎、陈斌等研究人员在新颖拓扑材料研究中取得重要进展。他们采用过冷法成功生长出高质量的alpha-Ga(镓)块体单晶,第一次发现这种在室温下呈现液态的单质金属展现诸多奇特物理性质,包括低温下的超大磁阻和超高的载流子迁移率、强磁场下的量子震荡信号和非平庸的贝利位相(Berry phase)。基于第一性原理计算他们证实 alpha-Ga 具有Z2 非平凡拓扑结构,表明该体系属于一类新的具有拓扑保护表面态的单质金属材料。另外,他们通过改进电阻和比热测量证实了alpha-Ga 具有1.1 K的超导电性,从而为研究拓扑超导电性提供了一种全新的材料平台。近日,该成果以“Large magnetoresistance and superconductivity in alpha-gallium single crystals 为题发表在自然合作期刊 npj Quantum Materials 3, 40 (2018)。《npj Quantum Materials》是自然出版集团与全球知名研究机构以开放获取形式出版的一系列在线出版物自然合作期刊Nature Partner Journal, NPJ)之一。

该项工作主要由量子物质调控杭州市重点实验室研究人员杨金虎博士、陈斌博士、王杭栋副教授、曹超教授、戴建辉教授和他们的学生合作完成,外校合作人员有浙江大学方明虎教授、华中科技大学夏正才教授。该研究工作得到了浙江省自然科学基金和国家自然科学基金的大力支持。

  文章链接:https://www.nature.com/articles/s41535-018-0114-3


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