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拓扑近藤绝缘体SmB6中的奇异电子性质

2021-12-27张明远王佳敏

物理学进展 2021年6期

赵 淦,张明远,王佳敏,张 旺,苗 霖

1.东南大学物理学院,南京市东南大学路2号,南京211189

目 录

I.引言

拓扑物相是现代物理学的一个重要新概念,它衍生出了包括拓扑绝缘体,外尔半金属等众多具有奇特量子基态或激发性质的电子材料[1–3]。拓扑物相的发现不只在凝聚态物理中开拓了新的视界,更深层次地连结了凝聚态物理和其他物理学分支,如光学和高能物理学等。而将受对称性保护的非平庸拓扑序同关联电子体系融合而成的关联拓扑电子体系,促使了人们在凝聚态体系中探索和发现新的量子现象,比如马约拉纳零能激发[1]和轴子电动力学[1,4,5]等。

自从2010年起,Maxim Dzero等人第一次提出了Topological Kondo Insulator,即拓扑近藤绝缘体的概念[6]。他们论证了在传统的关联电子体系 近藤绝缘体中可能存在非平庸的拓扑物相,从而属于Z2类的拓扑绝缘体。并且给出了六硼化钐(SmB6)可能是这样一个关联性的拓扑电子材料的预测。在随后的近10年中,随着拓扑材料研究的愈发深入,拓扑近藤绝缘体的理论工作被不断地完善。然而,作为第一种被预测为拓扑近藤绝缘体的SmB6在这10年中反复地被多种实验手段研究,经历了多次的争议和疑问,SmB6才最终被凝聚态物理学界广泛接受为第一个拓扑近藤材料。即便到了今天,SmB6作为一个拓扑近藤绝缘体,它本身仍有众多的未解之谜。作为这种传奇材料探索研究的见证者和经历者,我们认为对于SmB6中新奇物理现象的理解传播给读者是很有价值的,这也是写作本文的初衷。……

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