合肥研究院在強(qiáng)磁場(chǎng)下拓?fù)涑瑢?dǎo)材料電子態(tài)研究中取得進(jìn)展

　　中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心張昌錦課題組利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的五號(hào)水冷磁體，在30特斯拉磁場(chǎng)強(qiáng)度和0.36K極低溫條件下進(jìn)行了精密的數(shù)據(jù)測(cè)量，對(duì)近期發(fā)現(xiàn)的潛在的拓?fù)涑瑢?dǎo)材料PdTe2的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，得到了完美的強(qiáng)磁場(chǎng)振蕩信號(hào)。該工作從磁性和電性兩個(gè)方面給出了該體系中占主導(dǎo)地位的單帶電子結(jié)構(gòu)，這一結(jié)果對(duì)后期關(guān)于拓?fù)涑瑢?dǎo)材料的電子態(tài)結(jié)構(gòu)研究具有重要意義。研究成果以De Hass-van Alphen and magnetoresistance reveal predominantly single-band transport behavior in PdTe2 為題，發(fā)表在8月12日出版的《科學(xué)報(bào)告》[Scientific Reports, 6, 31554 (2016)]。

　　拓?fù)涑瑢?dǎo)材料由于其在基礎(chǔ)物理研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的巨大前景而成為當(dāng)前凝聚態(tài)物理和材料物理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。在過去的幾年里，在摻雜的拓?fù)浣^緣體中發(fā)現(xiàn)了CuxBi2Se3，SrxBi2Se3等潛在的拓?fù)涑瑢?dǎo)材料，引起了人們廣泛的關(guān)注。但是，目前對(duì)拓?fù)涑瑢?dǎo)材料的電子態(tài)還沒有比較完整的認(rèn)識(shí)。

　　前期的理論計(jì)算和角分辨光電子能譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明PdTe2材料具有復(fù)雜的多帶電子結(jié)構(gòu)，這極大地限制了對(duì)該體系的進(jìn)一步研究。張昌錦課題組通過強(qiáng)磁場(chǎng)下的磁性測(cè)量觀測(cè)到非常清晰和周期性的de Hass-van Alphen振蕩信號(hào)，對(duì)該振蕩信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換分析，發(fā)現(xiàn)該體系中存在一個(gè)占主導(dǎo)地位的振蕩峰，相比于這個(gè)振蕩峰，其它振蕩峰（代表不同能帶）的幅度至少都低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。這就說明該體系的電子結(jié)構(gòu)完全可以簡化為單帶結(jié)構(gòu)。該課題組還利用強(qiáng)磁場(chǎng)下的電阻率測(cè)試，從磁阻行為上也得到了單帶行為的證據(jù)。

　　該工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委及合肥大科學(xué)中心項(xiàng)目資助。

　　(a) 在0.36 K極低溫和強(qiáng)磁場(chǎng)下，PdTe2樣品呈現(xiàn)出良好的de Hass-van Alphen振蕩信號(hào)；（b）該振蕩信號(hào)表現(xiàn)出隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的倒數(shù)的周期性振蕩行為，插圖中的傅里葉變化譜表明體系具有單帶電子行為。