报告题目：拓扑电子材料“拓扑”输运性质特性的研究

报告人：陈延彬  南京大学物理学院

报告时间：2020年 8月 22 日上午 10:30-11:15

报告地点：致远楼 301室

报告邀请人： 江华

报告摘要：近十年来，肇始于量子霍尔效应的拓扑材料，由于其特殊的电子态及其展现出来的新颖物理效应而受到广泛关注。目前利用角分辨光电能谱和扫描隧道谱实验在发现新拓扑量子材料及鉴定拓扑态方面取得了丰硕的成果。然而，从输运角度研究这些材料的拓扑性质则进展缓慢。在本报告中，我们选择三种拓扑材料体系——拓扑绝缘体Zr/HfTe5、第二类Weyl半金属Mo/WTe2和3D理想Dirac半金属Cu2HgsnSe4作为研究对象进行输运研究。首先是采用气相输运法获得了高质量的单晶样品，并通过精细的晶体掺杂生长及退火处理来调控材料的费米能，获得如下结论：1）ZrTe5材料系统中，通过朗道扇图和位相提取技术分析量子振荡发现：ZrTe5晶体b面的载流子只有平庸的零贝利位相，而c面的载流子具有π贝利位相，这说明体块的ZrTe5在2 K时是弱拓扑绝缘体。2）Mo/WTe2材料系统中，我们确定了Mo1-xWxTe2的电子拓扑相图，其中正交相（Td）是拓扑非平庸相。输运研究发现：在电子掺杂的拓扑相Td-WTe1.98晶体中，其费米能接近理论计算的Weyl点。在此我们发现了由于手性反常（Chiral anomaly）导致的负磁电阻现象，且手性反常导致的负磁电阻效应沿b-轴比沿a-轴高出近2倍。其次WTe2的Weyl点对温度/晶格常数非常敏感，随温度变化，Td-WTe2会出现由于温度导致的第二类Weyl半金属到常规半金属的拓扑相变。3）在Cu2HgSnSe4晶体中当费米能在导带时，观察到仅有三维狄拉克电子导致的输运特征。上述工作从输运角度揭示了拓扑量子材料新颖的物理效应，拓宽和深化了对拓扑量子材料的认识。

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