0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

Nature:量子材料新进展!

半导体技术情报 来源:半导体技术情报 2023-11-22 16:16 次阅读

电子平带材料的主量子态具有动能淬灭的特征。这些平带往往有利于增强电子关联效应和物质的涌现量子相。经过长期的理论模型研究,这些体系在van der Waals异质结和准2D晶体材料中的实验实现后重新引起了人们的兴趣。探究能否在3D网络中实现这种平带,有可能实现新的材料平台和现象。

有鉴于此,麻省理工学院JosephG.Checkelsky和RiccardoComin等人报告了对C15 Laves相 CaNi2的块状单晶的研究,它包含一个在模型网络水平上预测的镍烧绿石晶格,以容纳由电子跳跃的三维破坏性干涉产生的双简并拓扑平带。使用角分辨光电子能谱,作者在整个3D布里渊区观察到色散消失的谱带,它与烧绿石平带以及两个额外的平带一致,它们来自于Ni d电子的多轨道干涉。利用量子振荡、密度泛函理论和紧束缚模型,作者全面绘制了能谱和费米面图,并在费米能级(EF)以下发现了一组突出的平坦电子带。此外,作者证明了平带流形对费米能级的化学调谐,这与增强的电子相关性和超导性的出现相一致。将本征能带平坦性的概念从2D扩展到3D,为从可调谐拓扑到分数化相的高维平带系统的相关行为预测提供了一条潜在的途径。

CaNi2中的烧绿石平带

作者总结了在CaNi2上的主要真空紫外(VUV)ARPES结果,探索了电子结构。作者观察到几个穿过费米能级的色散带,具有明确的费米表面,还确定了三个色散显着降低的谱带。观察到的 FB1、FB2 和 FB3 的平坦度与烧绿石紧结合模型的预期相符。所有这些光谱特征都证明了CaNi2中烧绿石金属的典型能带结构。作者比较了使用VUV和软X射线ARPES获得的动量积分ARPES光谱以验证观察到的平带的整体起源。通过测量低温和高磁场下的德哈斯-范阿尔芬振荡进一步研究了费米表面。量子振荡、DFT 和 ARPES 结果的一致性证实了观测到的光谱是源自体相的。

bb212c3c-886a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图1Kagome 和烧绿石平带态

将平带调整到费米能级

将平带推近 EF 以使平带被部分填充的能力将开启实现对称破缺和奇异相不稳定性的可能性。为了研究烧绿石平带的可调性,作者合成了同构C15 Laves相Ca(Rh1−xRux)2的单晶。CaNi2和CaRh2 DFT能带结构之间的直接比较表明该平坦能带对应于CaNi2中的FB2。总的来说,增强的自旋轨道间隙、空穴掺杂和更扩展的4d电子增加的带宽是这一演变的基础,并为理想的平带态提供了材料设计方法。此外,作者发现Ca(Rh1–xRux)2单晶是转变温度高达TC=6.2 K的超导体。通过控制C15 Laves相材料中的电子填充、带宽和自旋轨道耦合强度,可以将烧绿石平带调整为EF。

bb689108-886a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图2 CaNi2中的烧绿石平带

bb773cb2-886a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图3 将烧绿石平带调整至费米能级

电子结构计算

作者展示了CaNi2的DFT电子结构和轨道分辨DOS,还计算了CaNi2电子结构内dz2能带的轨道投影,发现DFT再现了各向同性烧绿石模型的平坦和色散能带特征。因此,作者认为 FB2 源自各向同性紧束缚水平的烧绿石能带结构的受挫驱动的CLS。作者通过探索最小CLS,阐明了平带的物理起源。通过计算CaNi2能带结构,预计这些新兴的平带态可能是在高对称性3D网络上构建平带的标志。

bb804532-886a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图4 CaNi2电子结构和平带

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 单晶
    +关注

    关注

    1

    文章

    61

    浏览量

    14077
  • 量子
    +关注

    关注

    0

    文章

    475

    浏览量

    25448
  • 光谱
    +关注

    关注

    4

    文章

    766

    浏览量

    35023

原文标题:Nature:量子材料新进展!

文章出处:【微信号:半导体技术情报,微信公众号:半导体技术情报】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    风光互补技术及应用新进展

    风光互补技术及应用新进展   [hide]风光互补技术及应用新进展.rar[/hide] [此贴子已经被作者于2009-10-22 11:52:24编辑过]
    发表于 10-22 11:51

    风光互补技术原理及最新进展

    风光互补技术原理及最新进展摘要: 简要回顾国内外风电、光伏技术与应用发展态势,结合风光互补系统应用, 分析、介绍了风光互补LED路灯照明系统、智能控制器设计、分布式供电电源、风光互补水泵系统,并着重
    发表于 10-26 13:45

    开关电源电磁兼容及其研究新进展

    开关电源电磁兼容及其研究新进展Review on EMC studies of SMPS 内容一. 开关电源技术发展面临的EMC挑战二. 开关电源电磁干扰发射形成和传播三. 开关电源电磁干扰发射的抑制四. 开关电源电磁兼容研究新进展五. 结束语[hide][/h
    发表于 12-23 15:44

    封装天线技术的发展动向与新进展

    以后到现在AiP技术在国内外取得的最新成果。此外,本文也是作者介绍封装天线技术系列文章的第二篇:谱新篇。文章首先从新闻发布、媒体报道及市场分析报告角度出发关注当前AiP技术热点,接着追踪研讨会、捕捉AiP技术新的发展动向,然后重点介绍AiP技术在材料、工艺、设计、测试等方面的新进
    发表于 07-16 07:12

    介绍IXIAIP测试平台和所提供测试方案的最新进展

    介绍IXIAIP测试平台和所提供测试方案的最新进展
    发表于 05-26 06:46

    ITU-T FG IPTV标准化最新进展如何?

    ITU-T FG IPTV标准化最新进展如何?
    发表于 05-27 06:06

    CMOS图像传感器最新进展及发展趋势是什么?

    CMOS图像传感器最新进展及发展趋势是什么?
    发表于 06-08 06:20

    电子变压器新进展

    电子变压器新进展
    发表于 11-19 17:14 24次下载

    细菌电池新进展

    细菌电池新进展 第一个细菌电池可以追溯到1910年,英国
    发表于 10-28 13:11 1023次阅读

    超宽带雷达技术的新进展

    超宽带雷达技术的新进展,有需要的下来看看
    发表于 12-29 11:57 17次下载

    谷歌在量子计算机学习任务方面取得新进展

    谷歌人工智能量子(Google AI Quantum)团队最近发表了两篇论文,介绍了他们在理解量子计算机学习任务方面取得的新进展
    的头像 发表于 01-07 10:45 2687次阅读

    昆腾材料公布阿萨姆项目的最新进展,预计年内完工搬入

    无镉量子点和纳米材料制造商昆腾材料公司发布了其阿萨姆项目的最新进展
    的头像 发表于 07-30 11:18 3651次阅读

    荷兰研究团队在量子网络领域迎来新进展

    据《自然》新闻2月17日报道,荷兰代尔夫特理工大学近日在量子网络领域有了新进展。该校物理学家将三个量子设备连接在一个网络中,向未来的量子互联网迈出重要一步。
    的头像 发表于 02-19 09:19 1460次阅读

    不同神经网络量子态的最新进展以及面临的挑战

    量子态,其物理性质与典型应用场景,最新进展,以及面临的挑战。 01    引 言         人工智能主要有三条发展路线:符号主义、连接主义与行为主义[1]。人工神经网络是连接主义的基石,也是最近几年深度学习取得突破进展的关
    的头像 发表于 03-02 09:56 3015次阅读

    5G最新进展深度解析.zip

    5G最新进展深度解析
    发表于 01-13 09:06 1次下载