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  • ESTA图显示了费米表面的特性“警长星”型图案,或电子能量和动量分布,对于金属戈薇的FeSN,1对1的铁和锡的比化合物。

    ESTA图显示了费米表面的特性“警长星”型图案,或电子能量和动量分布,对于金属戈薇的FeSN,1对1的铁和锡的比化合物。

    图像:分钟谷糠

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澳门太阳城最新网站的研究人员实现“理想”戈薇金属电子结构

ESTA图显示了费米表面的特性“警长星”型图案,或电子能量和动量分布,对于金属戈薇的FeSN,1对1的铁和锡的比化合物。

新合成的在1比1的比例显示独特的行为的铁和锡原子的化合物。


记者联系

丹尼斯paiste
电子邮件: dpaiste@mit.edu
电话:603-479-5600
材料研究实验室

自2016年,一组研究人员澳门太阳城最新网站的研究生由电子和可爱的顾民康,物理学副教授 约瑟夫·克checkelsky和1947年物理学的职业发展助理教授级 里卡尔多·科曼 一直专注于探索电子结构是指当铁(Fe)和锡原子(SN)的重复图样看起来像日本戈薇再加上篮子,或大卫之星。这些结晶“可果美”随着结构的电子行为变化的铁比为锡原子,一般3至2或3比1。

去年,MIT的研究小组成员和他们的同事 报道 信仰3SN2与铁的锡为3比2比的化合物,生成费米子狄拉克 - 一种特殊的电子状态的,其中电子和电子的轨道的自旋耦合到彼此。电子运动的这种特殊的状态由拓扑或几何结构,晶体的保护。

铁锡化合物是特别感兴趣的,因为铁原子的自然磁性影响它们的另外的电子的行为,特别是在使电子邻接以相反的方向(顺时针或逆时针),这被称为反铁磁性交替的自旋。在 报告 发表十进制9 性质 物料,这些研究人员和美国18合着者和其他地方发现在一到一个铁锡化合物的戈薇晶格的对称性是特殊的,同时举办两个无限光无质量粒子(狄拉克称为费米子)和无限重颗粒(其表现实验作为材料的电子结构扁平带)。

“我们的研究物理学的各个领域的理想戈薇金属的单一平台(拓扑结构,磁性和强关联电子),”合着者说先顾敏炕,一个在物理学研究生。 “我们认为利用的FeSN的丰富而独特的电子频谱可能是新的拓扑阶段和自旋电子器件的基础。”

实验实现这种特殊的电子能带结构特别是困难的,因为,在实际的化合物戈薇,干扰随着一个“理想的”晶格来自电子相互作用之间的层,电子跳跃到原子下一最近邻,并且每个电子的多个轨道自由度。就在最近的2014年,歌德大学法兰克福在德国的罗瑟教授玛丽亚·瓦伦蒂中写道: 在写 自然通讯 这样的理想场所戈薇即带结构是“多到比可获得的材料的实际特征的简化模型的数值好奇心”。

在目前的工作突破之一是1对1的FeSN化合物的合成。 ESTA铁锡化合物不同的从戈薇结构先前研究的化合物,铁 - 锡由于与戈薇结构的每一层是由仅由锡原子的间隔层良好分离。在这种结构中,每个可果美铁 - 锡层表现得像一个二维层戈薇内三维晶体戈薇,设置阶段来实现的理想场所戈薇带结构。

角分辨光电子能谱学(ARPES)和哈斯面包车尔芬量子振荡实验:研究人员通过结合两个互补的探针的电子结构证实了1对1的铁 - 锡的电子它们的结构的结果。研究生康和亚伯拉罕湖他们漂浮在加州伯克利的先进光源进行的角分辨光电子能谱实验里卡多·科曼的组,研究生乔checkelsky的一群可爱的你们在国家强磁场实验室在塔拉哈西,佛罗里达州进行的哈斯面包车尔芬量子振荡实验,和洛斯阿拉莫斯国家实验室,新墨西哥。

他们的光子能量和偏振相关角分辨光电子能谱实验证明明确狄拉克费米子和平板费米能级,研究人员说,附近两带材同时出现。 “这充分实现了长期追求的戈薇的电子结构和提高的FeSN作为第一个”理想“戈薇金属,”康说。

在一个“警长星型”或“可果美”图案交替由于只有锡原子的层结构的铁和锡原子的层 - - 因为在1对1的铁 - 锡的对比层的研究人员发现的另一个独特的方面ESTA材料。当设备通过切片,新表面行为不同无论揭示了锡 - 仅暴露层或铁 - 锡层。 ESTA电子结构不同的表面是通过在先进光源主射束线的微聚焦光子束证实。在一个单一的设备的二维和三维电子行为的ESTA组合可以被利用来设计快速切换/低功率自旋电子器件,旋超导体,和高温量子反常霍尔效应,研究人员说。

这项工作是支持的,一部分是由阿尔弗雷德页。斯隆基金会,戈登和贝蒂·摩尔基金会epiqs举措,美国陆军研究办公室和美国。美国国家科学基金会。


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