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wangyikeco木虫 (正式写手)
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“映射‘8’字形费米面以锁定未来手性导体”
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“映射‘8’字形费米面以锁定未来手性导体” 现代微电子学面临的最大问题之一是，计算机芯片已无法无限制地继续做小并同时提高效率。迄今为止使用的材料（如铜）正逐渐达到极限，因为当尺寸变得过小时，其电阻率会急剧上升。手性材料或许能够在这里提供一种解决方案。这类材料的行为类似于左手和右手：它们看起来几乎完全相同，彼此互为镜像，但却无法重合。 “人们认为，在某些手性材料中，随着材料尺寸变小，其电阻率可以保持不变，甚至有所降低。这正是我们致力于利用电子手性来开发新一代微芯片材料的原因——这些芯片将比现有技术更快、更节能，也更稳健，”马丁·路德大学（MLU）物理研究所的尼尔斯·施勒特教授说道。然而，到目前为止，在制备这类材料的薄层时一直存在困难，因为左手性和右手性区域往往会在效应上相互抵消。 这正是这项新研究的切入点，哈雷的马克斯·普朗克微结构物理研究所也参与其中。“我们首次发现了一类材料，它们本身并非手性材料，但通过有针对性的结构畸变，有潜力被转化为仅具有单一手性的电子手性材料。这些非手性材料可以作为所谓的‘母体材料’，用于工程化制备具有更低电阻率的手性导体，”施勒特解释道。 借助现代测量手段和精确的计算机模拟，研究人员成功可视化了这些材料的费米面电子结构。费米面在很大程度上决定了材料中电子的行为。“在这些材料中，电子在费米面上形成了一种类似‘8’字形的结构，”马克斯·普朗克微结构物理研究所的加布里埃莱·多梅内（该项目的博士生、论文第一作者）解释说。“当我们研究一种具有更多电子的类似材料时，‘8’字形突然消失了。因此，我们展示了随着电子填充数不同，材料中从‘有8’到‘无8’的转变。” 研究团队计划在其他材料中进一步研究这些效应，并对这一方法加以完善。该研究成果已发表在期刊 《Nature Communications》 上。 Publication details Gabriele Domaine et al, Tunable Octdong and Spindle-Torus Fermi Surfaces in Kramers Nodal Line Metals, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66284-9 |
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