拓扑金属中的半狄拉克费米子

具有无质量狄拉克费米子和外尔费米子的拓扑半金属代表了量子材料研究的前沿。在二维(2D)中,一类特殊的费米子——在一个方向上无质量而在垂直方向上有质量——早在十六年前就被预言。这些高度奇异的准粒子,即半狄拉克费米子,引发了强烈的理论与实验兴趣,但至今未被探测到。利用磁光光谱,我们在典型的节线金属 ZrSiS 中展示了半狄拉克费米子的决定性特征——朗道能级的 $B^{2/3}$ 标度律。在包括 ZrSiS 在内的拓扑金属中,节线将能带简并度从孤立点扩展到动量空间中的线、环甚至链。通过 $\textit{ab initio}$ 计算与理论建模,我们将观测到的半狄拉克谱精确定位到 ZrSiS 中节线的交叉点。交叉节线表现出连续吸收谱,但在交叉处具有随 $B^{2/3}$ 标度的奇异性。我们的工作揭示了由交叉节线复杂拓扑中涌现的隐藏准粒子,并凸显了利用线性光学响应探索量子几何的潜力。