南京大學Nature子刊:第二類外爾半金屬手征特性調控最新成果


【引言】

自從發現極大豐富了能帶理論的拓撲絕緣體以來,人們希望發現在材料中除了絕緣體之外的其它拓撲態比如:半導體、金屬。外爾半金屬(WSMs)具有自然發生的準粒子即韋爾費米子,在固體物理學中吸引了研究人員的巨大興趣。

【成果簡介】

近日,南京大學固體微觀結構國家實驗室繆峰教授、萬賢綱教授和王伯根教授(通訊作者)帶領的課題組首次實現了外爾半金屬費米能在外爾點附近的原位調節,在WTe2器件中實現了手征輸運特性的場效應調控。該工作不僅在凝聚態物理中為原位研究第二類外爾費米子提供了可通用的實驗手段,并且對拓撲及手征電子學的應用研究有著重要的意義。

【圖文導讀】

圖1: WTe2薄膜器件

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(a)WTe2分子結構圖,黃色曲折線為沿著 的鎢鏈;

(b)四探針WTe2薄膜器件光學圖片;

(c)四探針器件的測試電路和結構示意圖,磁場和電流之間的夾角為 。

圖2:WTe2薄膜的磁阻與角度之間的關系


(a)在強磁場下樣品一表現出負磁阻;

(b)在更強的磁場下,樣品二表現出負磁阻和正磁阻;

(c)從樣品二中提取手性異常系數曲線Cw與半經典曲線相一致。

圖3:WTe2薄膜的門可調負磁阻

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(a) 薄膜器件結構示意圖;

(b) 角度敏感的負縱向磁電阻;

(c) 背刪調節下的負磁阻;

(d) 手征反常參量隨柵壓的變化(CW從c圖的磁阻曲線擬合得到),對應費米能調過了外爾點。

文獻鏈接Gate-tunable negative longitudinal magnetoresistance in the predicted type-II Weyl semimetal WTe2(Nat. Commun., 2016, DOI: 10.1038/ncomms13142)

本文由材料人編輯部電子電工學術組seeding供稿,材料牛編輯整理。

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