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复旦大学修发贤课题组在《自然—通讯》发表“发现狄拉克半金属手性反常现象”
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复旦大学物理学系教授修发贤课题组在拓扑半金属砷化镉纳米片中成功实现手性反常的能谷非局域输运，该结果为外尔半金属中的手性反常现象在实验上提供了首次可靠的定量测量，并给出了手性反常的一个重要参数——能谷散射特征长度。 物理学的一个重要规律就是对称性总是对应着守恒量，比如空间平移对称性对应着动量守恒。但是随着量子力学的发现，人们发现一些经典情况下具有的对称性会在量子化之后被打破，其对应的物理量就会因此不再保持守恒，这就是所谓的量子反常。 德国科学家外尔指出无质量电子可以分为左旋和右旋两种不同“手性”，被称为外尔费米子。这种新奇的无质量粒子在粒子物理的标准模型中占有重要地位，但是多年来并没有被实验所验证。 据介绍，修发贤课题组把电流诱导和探测手性反常的区域分离开，在砷化镉纳米片加工出多对通电及测量的电极，利用能谷输运的原理把局域的手性极化电子态传输到测量电极。这种空间上的隔离很好地去除了Current Jetting现象的影响。更为重要的是，多对测量通道同时测量到了极化电子态在样品中的扩散行为，通过拟合扩散方程，能够给出能谷散射特征长度。这是手性反常的一个重要参数，能够表征极化电子态的稳定性，也是理论上计算各种手性反常行为的主要依据。 |
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