中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托... 更多简介 +
近期，强磁场中心张警蕾副研究员与田明亮课题组、浙江大学袁辉球课题组合作，在静水压调控拓扑材料ZrTe5能带结构研究中取得重要进展。相关研究结果以“Disruption of the Accidental Dirac Semimetal State in ZrTe5 under Hydrostatic Pressure”为题在美国物理学会期刊Physical Review Letters上发表。
自上世纪80年代以来，层状的ZrTe5作为一种传统的热电材料而广受关注。最近的研究表明，单层ZrTe5是一类大能隙的二维拓扑绝缘体；而由层状ZrTe5堆积而成的三维体材料则处于三维强、弱拓扑绝缘体相变点附近。另一方面，针对ZrTe5的输运和角分辨光电子能谱测量表明该材料属于三维狄拉克半金属。由于ZrTe5电子结构对晶格参数非常敏感，因此细微的晶格参数改变都可能导致其在强、弱拓扑绝缘体态、狄拉克半金属态之间发生相互转变。
压力是调节晶格参数最为有效的方法。利用活塞式压力包，研究人员对ZrTe5电子态在0~2.5GPa压力区间的演化进行了深入研究。实验发现，磁场方向沿着晶体b轴方向时，ZrTe5的磁阻随着压力的增加会迅速地减小。此外，当压力高于2GPa时，ZrTe5的量子振荡相位会由拓扑非平庸变为拓扑平庸。这表明静水压破坏了ZrTe5的“偶然”狄拉克半金属态。另一方面，磁场方向沿着晶体c轴时，ZrTe5磁阻与量子震荡几乎不受到静水压的影响。对不同磁场方向的量子振荡分析结果显示，伴随着狄拉克半金属态的消失，ZrTe5费米面由各向异性极强的准二维结构演变成各向同性的三维结构。这一结果有力地支持了ZrTe5的狄拉克锥具有准二维特点。该工作对于理解ZrTe5 “偶然”狄拉克半金属态具有重要意义。
该研究得到了国家重点研究计划项目、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及合肥大科学中心等项目的支持。部分实验数据在稳态强磁场实验装置多功能物性测试系统（PPMS）设备上采集完成。
论文连接： https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.206601。
不同压力下ZrTe5的（a）磁阻（b）量子振荡（c）ZrTe5量子振荡频率以及有效质量随压力的变化（d）不同压力下，ZrTe5朗道指数随磁场倒数的关系。
© 1996 - 强磁场科学中心 版权所有 皖ICP备05001008号-11
地址：安徽省合肥市蜀山湖路350号 邮编：230031 电话：0551-65591149 传真：0551-65591149 邮箱：chmfl@hmfl.ac.cn
表格下载