半导体 n 型碲烯中 Weyl 费米子的量子霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2020-08-11 v2 材料科学
摘要
Dirac 和 Weyl 节点材料可承载低能相对论准粒子。在强磁场下，Dirac/Weyl 材料的拓扑性质可通过量子霍尔态直接显现。然而，大多数 Dirac/Weyl 节点普遍存在于半金属中，因其偶然能带交叉起源而无可利用的带隙。本文报道了半导体中 Weyl 费米子的首次实验观测。碲烯作为碲的二维形态，具有手性晶体结构，其在导带边附近诱导出具有刺猬状径向自旋织构的非常规 Weyl 节点。我们通过水热法结合后续介电掺杂合成了高质量 n 型碲烯，并在量子霍尔序列中探测到拓扑非平凡的 pi Berry 相位。我们的工作将 Weyl 物质谱扩展至半导体，并为通过结合拓扑材料优势与多功能半导体来设计新型量子器件提供了新平台。
引用
@article{arxiv.1908.11495,
title = {Quantum Hall Effect of Weyl Fermions in Semiconducting n-type Tellurene},
author = {Gang Qiu and Chang Niu and Yixiu Wang and Mengwei Si and Zhuocheng Zhang and Wenzhuo Wu and Peide D. Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.11495},
year = {2020}
}
备注
5 figures for main text; 8 figures for supporting information