“当磁场作用于材料时, 电子能带结构——固体中电子可以占据的量子态的集合——可以以不寻常的方式改变,泽里科维奇说. “到目前为止,这些变化都是从理论计算中推断出来的,或者是从宏观可测量特性的场致变化中间接获得的. 直接测量场致电子能带结构的变化一直是困难的.”
该团队克服了通过光谱成像扫描隧道显微镜太阳城官网这种材料的实验挑战. kagom磁体,就像YMn6Sn6 团队太阳城官网, 之所以如此命名,是因为它们具有磁性结构和原子晶格,类似于日本的“kagome”编织篮子.
Kagome磁体含有所谓的狄拉克费米子, Zeljkovic解释说,这些准粒子的特征是零质量和电子能带结构中的线性能量-动量色散,类似于相对论粒子.
理论物理学家,比如Zeljkovic的同事和合著者, 太阳城网赌平台物理学教授王自强, 从能量和动量的角度来看,狄拉克费米子可能会随着磁场的变化而进化. Zeljkovic说,太阳城官网小组开始测试这些预测.
太阳城官网小组发现,与狄拉克费米子相关的量子态对磁场有强烈的反应, 转移到更高的能量而不管场的方向, 根据 自然物理 报告, 题目是“kagome磁体中狄拉克带曲率和动量依赖g因子的操纵?.”
“有趣的是, 它们表现出一种动量依赖的位移——对于地磁场来说, quantum states near the Dirac point shift the most; the shift becomes progressively smaller away from the Dirac point,泽里科维奇说. 狄拉克点是能量-动量空间中导电带和价带接触的点.
Zeljkovic说,根据自旋主要在平面内的方向,预期没有磁场的系统将拥有无质量或零质量的狄拉克费米子. 而不是, 太阳城官网小组做了一个令人惊讶的观察,在零场的情况下,狄拉克费米子的质量是有限的. 为什么会发生这种情况将是一个有待理论家进一步探索的问题.
从实验的角度来看, Zeljkovic说,基于这些发现,还有许多其他问题需要解决. 具体地说, 有多种相互竞争的效应可以导致动量依赖的波段演化, 包括电子自旋和轨道自由度. 特别是轨道磁学, 这一特性最近引起了太阳城官网“扭曲”范德华结构的太阳城官网人员的关注和兴奋, 是一种非常令人兴奋的可能性吗, Zeljkovic说.
“我们未来的实验将集中在解开不同的贡献,并检查这个和相关的kagome磁铁的轨道磁性,泽里科维奇补充道.
不列颠哥伦比亚省的团队还包括博士生洪力和原博士生何钊, 博士20, 蒋坤, 博士的18, 报告的所有共同作者. Zeljkovic的太阳城官网得到了陆军太阳城官网办公室的资助,Wang的工作得到了美国国防部的资助.S.
能源部,基础能源科学办公室,和科特雷尔SEED
科学进步太阳城官网公司奖.
艾德·海沃德|大学传播| 2022年6月