寧波材料所在低維拓?fù)淞孔硬牧咸剿鞣矫娅@得重要進(jìn)展
拓?fù)湮飸B(tài)作為一種新的量子物態(tài)，包括拓?fù)浣^緣體、拓?fù)浒虢饘佟⒓巴負(fù)涑瑢?dǎo)體等，是過去十多年來凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最具吸引力的研究熱點(diǎn)之一，拓?fù)湮飸B(tài)的能帶結(jié)構(gòu)在倒空間具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且其宏觀物理性質(zhì)如電輸運(yùn)、熱輸運(yùn)等均由電子軌道波函數(shù)的拓?fù)湫再|(zhì)決定。這類材料具有獨(dú)特的量子性質(zhì)，以拓?fù)浣^緣體為例，它表現(xiàn)出與一般絕緣體完全不一樣的量子現(xiàn)象與物性，如拓?fù)浔Ｗo(hù)的表面態(tài)、反弱局域化、量子自旋/反?；魻栃?yīng)等。因?yàn)橥負(fù)浣^緣體的拓?fù)涮匦?，在自旋電子學(xué)、低功耗電子器件以及量子計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。由于拓?fù)鋵ΨQ性保護(hù)，拓?fù)洳牧系耐負(fù)淞孔訑?shù)對局部缺陷和擾動相當(dāng)不敏感，這就為拓?fù)洳牧显诹孔蛹夹g(shù)的可能應(yīng)用提供了無與倫比的先天優(yōu)勢，也正因?yàn)槿绱耍絹碓绞艿窖芯空叩母叨汝P(guān)注和廣泛研究。自從拓?fù)淠軒Ю碚撎岢鲆院?，在現(xiàn)實(shí)世界中探索新的拓?fù)洳牧暇统蔀橐粋€極具價值的工作。
由于熱漲落和量子漲落效應(yīng)隨維度的降低而顯著增加，具有低維結(jié)構(gòu)的材料常常具有許多新穎的物理特性和應(yīng)用前景。近年來發(fā)現(xiàn)的大部分拓?fù)洳牧隙季哂卸S或三維的結(jié)構(gòu)特征，而具有準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)的拓?fù)洳牧媳容^少見。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所量子功能材料團(tuán)隊(duì)何少龍研究員課題組近期在低維三元碲化物的奇異量子性質(zhì)研究中發(fā)現(xiàn)了一種新的拓?fù)浒虢饘俨牧蟃aPtTe5。課題組對TaPtTe5的電輸運(yùn)、Hall和磁阻進(jìn)行了細(xì)致測量和分析，并利用低溫磁化率測量研究了該材料的de Haas-van Alphen（dHvA）量子震蕩，量子震蕩和數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖1所示，提取到的兩個震蕩頻率都對應(yīng)非平庸的貝里相位，第一性原理的能帶結(jié)構(gòu)如圖2所示，計(jì)算的拓?fù)渲笖?shù)也證實(shí)了它是一種弱拓?fù)涞牡依税虢饘俨牧?，該材料是課題組成員繼TaPdTe5（Phys. Rev. B，2020，102，075141）和TaNiTe5（J. Phys. Chem. Lett.，2020，11，1172）等低維拓?fù)浒虢饘俨牧现笤谠擉w系中發(fā)現(xiàn)的又一個新拓?fù)洳牧希紤]到這類材料的層狀低維結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，它的發(fā)現(xiàn)為拓?fù)洳牧系难芯亢涂赡軕?yīng)用提供了又一個理想平臺。
近期該工作以“Anisotropic transport and de Haas-van Alphen oscillations inquasi-one-dimensionalTaPtTe5”為題發(fā)表在Phys. Rev.B，2020，103, 125150(DOI：10.1103/PhysRevB.103.125150)。該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFA0303002）、國家自然科學(xué)基金（11674367、11974364、U2032207、11974061）、浙江省自然科學(xué)基金（LY19A040002）等的支持。
圖1 TaPtTe5的dHvA量子震蕩
圖2 TaPtTe5的能帶結(jié)構(gòu)
（納米實(shí)驗(yàn)室 焦文鶴）