中科院强磁中心高压调控拓扑电子材料研究获进展

中科院强磁场科学中心研究员杨昭荣、田明亮与南京大学教授孙建、万贤纲以及北京高压科学研究中心研究员杨文革、院士毛河光等组成的合作团队，利用高压、强磁场极端条件，在拓扑电子材料的量子序调控研究中取得重要进展，相关成果近日发表于《美国科学院院刊》。

伴随着拓扑绝缘体的发现，材料的拓扑特性以及新奇量子效应受到广泛关注，拓扑电子材料家族也从最初的拓扑绝缘体逐渐扩展到狄拉克半金属和外尔半金属等。 ZrTe5由于具有大热电势得到广泛研究，最近的理论研究表明，单层的ZrTe5是一个具有大能隙的量子自旋霍尔绝缘体，块体材料的拓扑性质位于强—弱拓 扑绝缘体之间。然而，角分辨光电子能谱和磁场下红外光谱的研究实验表明ZrTe5可能是一个三维狄拉克半金属材料。

研究人员在ZrTe5的磁输运研究中，观测到了与狄拉克半金属相关的手征磁效应。研究表明，ZrTe5是一个研究拓扑相变的理想体系，因为该材料的拓扑特 性灵敏于外参量的变化。研究人员测量发现，伴随常压下128K附近电阻峰的逐渐抑制，ZrTe5单晶样品在6.2GPa时表现出Tc=1.8 K的超导电性，在14.6GPa时达到4K的最大值。当压力增加到21.2GPa之上，第二个超导相（Tc=6K）被诱导出来，并和之前的超导相共存。