beat365廖志敏課題組在《物理評論快報》發表狄拉克半金屬中量子輸運研究新進展

狄拉克半金屬在動量空間的三個方向都具有線性的能帶色散關系、以及受拓撲保護的費米弧狀表面态，呈現出許多新奇的物理性質，在未來電子學器件中具有潛在的應用前景。然而，由于狄拉克半金屬的體态電導很高，輸運上很難探測到表面态的性質。

beat365官方网站俞大鵬院士領導的“納米結構與低維物理”團隊在該領域取得系列重要進展。該團隊的廖志敏研究員等在高晶體質量的狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到手征反常導緻的負磁電阻效應（Nat. Commun. 6, 10137 (2015)）；并借助于納米線比表面積大的優勢，測量到起源于拓撲表面态輸運的π A-B效應(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436（2017）)。

最近，他們通過輸運測量首次在狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到連續體态和離散表面态耦合産生的Fano共振現象。研究表明直徑約為60 nm的Cd3As2納米線的表面态能帶會發生劈裂，通過栅壓調制費米能級到一個表面态子能帶的帶底時，會呈現出零偏壓微分電導峰；在磁場作用下，由于塞曼效應，零偏壓電導峰會發生劈裂，測量得到表面态的朗德因子為32；Fano共振進一步導緻零偏壓微分電導峰随偏置電壓具有非對稱的線形，并可能對材料中起源于“外爾軌道”的量子振蕩頻率産生修正。這項工作對于深入研究拓撲半金屬的輸運性質，以及設計實現可電學調控的Fano體系有着重要意義。

該研究工作發表在《物理評論快報》上(Fano Interference between Bulk and Surface States of a Dirac Semimetal Cd3As2 Nanowire，Physical Review Letters, 120, 257701 (2018))。https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.257701

博士生王碩、林本川是該論文的共同第一作者。該工作得到科技部重點專項、國家自然科學基金委、beat365人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、“2011計劃”量子物質科學協同創新中心等支持。