狄拉克半金属在动量空间的三个方向上具有线性能带色散关系和拓扑保护的费米弧面态,表现出许多新颖的物理性质,在未来的电子器件中具有潜在的应用前景。然而,由于狄拉克半金属的高导电性,在运输中很难检测表面状态的性质。
北京大学物理学院俞大鹏院士领导的“纳米结构与低维物理”团队在这一领域取得了一系列重要进展。该团队的廖志民研究员观察到高晶体质量的Dirac半金属纳米线中手性异常引起的负磁电阻效应[,(2015)];利用纳米线比表面积大的优势,测量了源于拓扑表面态输运的A-B效应[,(2016);(2017)】。
最近,他们通过输运测量首次观察到狄拉克半金属纳米线中连续态和离散表面态耦合引起的Fano共振现象。结果表明,直径约为60纳米的纳米线的表面态带会发生分裂,当费米能级调制到一个表面态子带的底部时,会出现零偏微分电导峰,在磁场的作用下,由于塞曼效应,零偏微分电导峰会发生分裂,表面态的兰德因子为32 Fano共振进一步导致微分电导峰随偏压呈不对称的线性形状,这可能会改变材料中起源于“外轨道”的量子振荡频率。这项工作对进一步研究拓扑半金属的输运性质,设计和实现电控Fano系统具有重要意义。
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