科技日報記者 劉霞
美國萊斯大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域取得一項(xiàng)突破性進(jìn)展。他們通過向二硫化鉭（TaS2）中摻入微量銦元素，制備出具有特殊電子結(jié)構(gòu)的“克萊默節(jié)點(diǎn)線”金屬。這項(xiàng)發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志的研究，為開發(fā)新一代高性能電子器件開辟了新途徑。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，銦元素的加入猶如一把神奇的鑰匙，改變了原有材料的晶體對稱性。在這種新型材料中，電子運(yùn)動呈現(xiàn)出奇特的“分道揚(yáng)鑣”現(xiàn)象——自旋方向相反的電子會沿著動量空間中不同的路徑運(yùn)動，就像在高速公路上相向而行的車輛。這些路徑最終在“克萊默節(jié)點(diǎn)線”處交會。
更令人振奮的是，這種材料展現(xiàn)出雙重特性：既有能零損耗傳輸電力的超導(dǎo)特性，又具備特殊的電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種特性，使其在開發(fā)高效電力系統(tǒng)和量子計算機(jī)等領(lǐng)域具有廣闊前景。
為精準(zhǔn)把握材料的性能，研究團(tuán)隊(duì)采用了尖端檢測技術(shù)：通過自旋分辨角分辨光電子能譜，配合外加磁場中的電輸運(yùn)實(shí)驗(yàn)，精確捕捉這些帶電粒子的能量、運(yùn)動和自旋狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論預(yù)測高度吻合，驗(yàn)證了這種材料的獨(dú)特價值。
研究團(tuán)隊(duì)表示，最新進(jìn)展不僅拓展了材料科學(xué)的認(rèn)知邊界，更鋪設(shè)了一條通往綠色電子技術(shù)的“快車道”。他們將繼續(xù)探索這類材料的奧秘，期待在能源效率和計算能力方面實(shí)現(xiàn)雙重突破。
