Тривимірний топологічний дираковский напівметали Cd3As2

Тривимірні (3D) топологічними дираковскими напівметали (topological Dirac semimetals, TDS) називають такі матеріали з нетривіальною топологією електронної зонної структури, у яких закон дисперсії квазічастинок є лінійним за всіма трьома напрямками імпульсного простору.

Тривимірні (3D) топологічними дираковскими напівметали (topological Dirac semimetals, TDS) називають такі матеріали з нетривіальною топологією електронної зонної структури, у яких закон дисперсії квазічастинок є лінійним за всіма трьома напрямками імпульсного простору (kx, ky, kz), а не лише по двом (kx, ky), як в графені або на поверхні топологічного діелектрика. У TDS спостерігається багато незвичайних явищ, включаючи квантовий спиновый ефект Холла, гігантський діамагнетизм і ін Крім того, на відміну від графена, 3D дираковские ферміони в TDS не чутливі до спін-орбітального взаємодії. Однак з точки зору практичних застосувань всі відомі на сьогоднішній день 3D TDS, такі як Na3Bi, мають один, але дуже суттєвий недолік: вони нестійкі при нормальних умовах.

Рис. 1. Кристалічна структура Cd3As2.

Рис. 2. Дисперсія квазічастинок у Cd3As2.

В роботі [1] (США, Великобританія, Китай) представлені результати ARPES-спектроскопії монокристалів стійкого з’єднання Cd3As2 (рис. 1), нещодавно запропонованого в якості кандидата на 3D TDS. Доведено наявність у ньому 3D дираковских фермионов (рис. 2).

Показано, що положення рівня Фермі відносно дираковской точки можна змінювати шляхом допування калієм. Визначено швидкості Фермі Vx = 1.28×106 м/с, Vy = 1.3×106 м/с, Vz = 3.17×105 м/с у верхньому дираковском конусі і Vx = 7.55×105 м/с, Vy = 7.7×105 м/с, Vz = 2.27×105 м/с в нижньому. Цей 3D TDS являє собою унікальне батьківське з’єднання для дослідження інших екзотичних фаз (полуметаллов Вейля, аксионных діелектриків, топологічних надпровідників) і переходів між ними.

1. Z. K. Liu et al., Nature Mater. 13, 677 (2014).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *