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• 作者：泰州巨納新能源辦公室
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• 發(fā)布時(shí)間：2016-10-20 20:15
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【概要描述】? ? ? ?我司長期客戶南京大學(xué)繆峰教授課題組在Nature Communications發(fā)表第二類外爾半金屬手征特性調(diào)控最新成果。 ? ? ? ?1929年，物理學(xué)家Hermann Weyl預(yù)言了一種無質(zhì)量的相對(duì)論粒子，即“外爾費(fèi)米子”。直到近幾年，外爾費(fèi)米子才最終在凝聚態(tài)物理體系中被發(fā)現(xiàn)。通常的外爾費(fèi)米子滿足洛倫茲對(duì)稱性，稱為“第一類外爾費(fèi)米子”。最近理論預(yù)言，在凝聚態(tài)物理中可以存在另一種打破洛倫茲對(duì)稱性的“第二類外爾費(fèi)米子”，對(duì)應(yīng)的拓?fù)洳牧戏Q為“第二類外爾半金屬”。 第二類外爾半金屬具有拓?fù)浔Ｗo(hù)的不閉合表面態(tài)（費(fèi)米弧），體帶中由于外爾點(diǎn)附近的能帶發(fā)生顯著的傾斜，理論預(yù)言會(huì)誘導(dǎo)各向異性的手征輸運(yùn)特性等新奇量子現(xiàn)象，掀起了人們廣泛的研究興趣。 ? ? ? ?南京大學(xué)繆峰教授課題組選取了第一種被理論預(yù)言的第二類外爾半金屬：二碲化鎢（WTe2）開展研究。WTe2是一種層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫族化合物，最近因?yàn)閷?shí)驗(yàn)上觀察到的巨大不飽和磁阻已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。該二碲化鎢（WTe2）材料由巨納集團(tuán)新材料事業(yè)部提供。其面內(nèi)兩個(gè)晶向相互垂直（a, b軸），由于a 軸方向鎢鏈的形成，導(dǎo)致很強(qiáng)的面內(nèi)各向異性。該課題組利用WTe2層狀可剝離的特點(diǎn)得到不同層數(shù)的樣品，采用可校準(zhǔn)掩模蒸鍍技術(shù)制作出高質(zhì)量的WTe2薄膜器件，并發(fā)現(xiàn)研究WTe2手征輸運(yùn)特性的樣品理想厚度為7-15nm。研究人員在電流平行于b軸的樣品中，觀測(cè)到了顯著的縱向負(fù)磁阻效應(yīng)（磁場(chǎng)與電流方向平行）。該效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)與電流之間的夾角變化非常敏感，在完全平行（夾角為零）時(shí)效應(yīng)最為明顯，而很小的角度就可以有效抑制該效應(yīng)，分析表明該縱向負(fù)磁阻效應(yīng)是由手征反常導(dǎo)致。同時(shí)，該課題組利用同樣的制作工藝制備出電流平行于a軸（鎢鏈）的樣品，發(fā)現(xiàn)手征反常特性消失，從而有力驗(yàn)證了WTe2作為第二類外爾半金屬的特征。 ? ? ? ?在拓?fù)潆娮訉W(xué)的研究中，如何有效調(diào)控拓?fù)漭斶\(yùn)特性是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵。在觀測(cè)到手征反常效應(yīng)的基礎(chǔ)上，該課題組利用薄膜器件可柵壓調(diào)控的優(yōu)勢(shì)，首次實(shí)現(xiàn)了外爾半金屬費(fèi)米能在外爾點(diǎn)附近的原位調(diào)節(jié)，在WTe2器件中實(shí)現(xiàn)了手征輸運(yùn)特性的場(chǎng)效應(yīng)調(diào)控。該工作不僅在凝聚態(tài)物理中為原位研究第二類外爾費(fèi)米子提供了可通用的實(shí)驗(yàn)手段，并且對(duì)拓?fù)浼笆终麟娮訉W(xué)的應(yīng)用研究有著重要的意義。 該工作以“Gate-Tunable Negative Longitudinal Magnetoresistance in the Predicted Type-II Weyl Semimetal WTe2”為題于2016年10月11日發(fā)表在《自然-通訊》雜志上 (Nature Communications 7, 13142 (2016))。南京大學(xué)物理學(xué)院博士生王瑤佳為論文的第一作者，繆峰教授、以及提供理論計(jì)算的萬賢綱教授和王伯根教授為該論文的共同通訊作者，邢定鈺院士和南方科技大學(xué)盧海舟教授為該項(xiàng)研究提供了理論支持，王振林教授提供了拉曼實(shí)驗(yàn)協(xié)助。該項(xiàng)研究得到微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、科技部“量子調(diào)控”國家重大科學(xué)研究計(jì)劃（青年科學(xué)家專題）項(xiàng)目、科技部國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、江蘇省杰出青年基金、國家自然科學(xué)基金等資助。 ? ? ? ?巨納集團(tuán)除了提供石墨烯材料、設(shè)備、檢測(cè)等一體化服務(wù)外，還聯(lián)合荷蘭HQ Graphene, 美國2dsemiconductors, ACS Materials等企業(yè)為全球客戶提供高質(zhì)量的石墨烯及類石墨烯二維晶體材料（如天然石墨NG， MoS2，WS2，氮化硼晶體，黑磷BP，WTe2，ReS2，ReSe2等），并提供定制服務(wù)（如二維材料機(jī)械剝離技術(shù)培訓(xùn)、層數(shù)判定等性能檢測(cè)培訓(xùn)及實(shí)驗(yàn)室專用機(jī)械剝離膠帶等），以滿足客戶的不同需求。