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據(jù)悉， 最近，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員田明亮課題組在拓?fù)浒虢饘傺芯恐腥〉眯逻M(jìn)展。研究人員通過SHMFF水冷磁體33T強(qiáng)磁場下的電輸運量子振蕩測量，給出了層狀化合物Nb3SiTe6為拓?fù)浒虢饘俚膶嶒炞C據(jù)，相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在美國物理學(xué)會期刊Physical Review B上。

“拓?fù)浒虢饘?rdquo;是不同于“拓?fù)浣^緣體”的一類全新拓?fù)潆娮討B(tài)，具備奇異的磁輸運性質(zhì)（如手性負(fù)磁阻、巨磁電阻），以及極高的載流子遷移率等，是目前量子材料領(lǐng)域研究的熱點和前沿。根據(jù)能帶的結(jié)構(gòu)特點，拓?fù)浒虢饘倏梢苑譃橥負(fù)涞依税虢饘佟⑼鉅柊虢饘俸?ldquo;節(jié)線”（Node-Line）半金屬等。在拓?fù)涔?jié)線半金屬中，能帶的交叉點在晶格動量空間形成連續(xù)的閉合曲線。在這種表面平帶（flat band）中引入電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)或超導(dǎo)配對，將有望實現(xiàn)分?jǐn)?shù)拓?fù)鋺B(tài)或高轉(zhuǎn)變溫度超導(dǎo)等新物態(tài)。

田明亮課題組研究員寧偉、博士生安琳琳、張紅偉等，利用水冷磁體33T穩(wěn)態(tài)場對層狀化合物Nb3SiTe6在強(qiáng)磁場下的量子輸運特性進(jìn)行了研究。理論計算認(rèn)為這種化合物可能是一種新的節(jié)線半金屬。研究人員通過解理Nb3SiTe6單晶獲得不同厚度的Nb3SiTe6納米片，并對納米片的磁電阻行為和霍爾電阻進(jìn)行了仔細(xì)測量。研究表明，Nb3SiTe6納米片的輸運過程主要是空穴主導(dǎo)的，其遷移率隨著納米片變薄而減小。而磁電阻測量發(fā)現(xiàn)，Nb3SiTe6納米片在較高磁場下表現(xiàn)出線性磁電阻，在磁場高達(dá)33T時依然沒有飽和的跡象，同時在高場下（>20T）出現(xiàn)量子振蕩行為。通過不同磁場角度下的量子振蕩結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Nb3SiTe6的費米面具有二維特征，且樣品中的電子具有非平庸的貝里位相（Berry phase）。這些實驗結(jié)果首次給出了Nb3SiTe6是拓?fù)浔Ｗo(hù)的半金屬材料的實驗證據(jù)。

該研究成果以Magnetoresistance and Shubnikov–de Haas oscillations in layered Nb3SiTe6 thin flakes 為題發(fā)表在《美國物理評論》雜志上 [Phys. Rev. B 97, 235113 (2018)]。該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金以及合肥大科學(xué)中心等的支持。

圖1. Nb3SiTe6納米片在（a）變溫過程中的電阻特性以及（b）不同溫度下的磁阻行為。

圖2. Nb3SiTe6納米片在強(qiáng)磁場（~33 T）下的（a）非飽和線性磁電阻和（b）不同磁場角度下的量子振蕩行為。