莱斯大学发现新的量子材料:三维扁平带材料


莱斯大学科学家们发现了一种史无前例的材料,即一种铜钒合金,其中3D晶体结构和强量子相互作用结合,阻碍电子运动并形成平坦的电子带。

该材料的研究结果表明,几何形状和强电子相互作用共同产生了平带效应,这是一种新的量子材料状态。

这一研究的发现有望为理论学家提供新的设计原理,以预测其他具有类似强电子相关性的晶格结构材料的平带效应。

发表在《自然物理学》上的一项研究详细介绍了这一发现。本文还描述了指导研究团队研究该材料的理论设计原理和实验方法。该合金由一份铜、两份钒和四份硫组成,具有由共享角四面体组成的3D 烧绿石晶格。

量子材料是一个值得关注的地方,特别是如果它们具有强电子相互作用,从而产生量子纠缠。纠缠会导致奇怪的电子行为,包括阻碍电子的运动,使其被锁定在适当的位置。

这种量子干涉效应类似于波浪在池塘表面荡漾并迎面相遇,碰撞产生了不动的驻波。对于几何受挫晶格材料,电子波函数会产生破坏性干扰。近年来,物理学家发现一些二维晶体中原子的几何排列,如戈薇晶格,也可以产生平带。这项新研究提供了 3D 材料效应的经验证据。

使用角分辨光电子能谱(ARPES)的实验技术,Yi 和该研究的主要作者、她实验室的博士后研究员黄建伟详细描述了铜-钒-硫材料的能带结构,发现它具有一个平坦的能带,在几个方面都是独一无二的。

莱斯理论物理学家兼研究通讯作者司启苗的研究小组发现,铜钒合金及其烧绿石晶体结构可能是几何形状和强电子相互作用联合挫败效应的宿主,他将这一发现比作发现新大陆。 

提示:

  • 莱斯大学是进行大量石墨烯研究的地方。
  • 随着当前晶体学领域结合三维和二维材料的一些巧妙创新。
  • 关于平带的讨论让人想起了很多过去的 LK-99 论文,他们的目标是磁性。