拓扑近藤绝缘体SmB_(6)中的奇异电子性质

拓扑近藤绝缘体是一种本征的强关联拓扑电子体系,其体能隙来源于近藤关联效应。自2010年拓扑近藤绝缘体的理论概念被提出后,六硼化钐(SmB_(6))作为第一种被预测为拓扑近藤绝缘体的材料在这十多年中被多种实验手段反复研究验证,被广泛接受认为是第一种拓扑近藤绝缘体。在这篇综述中,我们回顾了关于SmB_(6)的一些重要实验结果,比如电输运测量,角分辨光电子能谱(ARPES),表面形貌分析(STM)等,并论述了如何通过这些关键的实验证据证实SmB_(6)的拓扑近藤绝缘物相。同时,我们也展示了SmB_(6)这一关联电子体系的其他奇异物性,包括中间价态在表面和体内的分离现象,以及量子振荡发现的体振荡信号等等。这些性质表明我们对SmB_(6)这一材料的理解仍然不充分,其中还有更为丰富的物理值得挖掘。

填充式方钴矿化合物CeOs_4Sb_(12)近藤相互作用的非弹性中子散射研究

CeOs4Sb12晶体中由于导电电子与Ce3+4f1电子之间存在c-f杂化作用导致费米面附近存在能量间隙.这种c-f近藤相互作用和能量间隙是理解CeOs4Sb12物理性质,如近藤绝缘体行为、Ce3+磁矩在低温下猝灭以及重费米性等电、磁性质的关键.当用LAM-D中子谱仪对粉末CeOs4Sb12进行测量时,可以得到不同温度下CeOs4Sb12的非弹性中子散射谱.结果表明CeOs4Sb12中存在近藤相互作用,其作用强度为3·1meV,证实了CeOs4Sb12为近藤绝缘体.中子测量得出CeOs4Sb12德拜温度为317K.

SmB6单晶纳米结构的可控制备及场发射特性研究

作为一种典型的近藤拓扑绝缘体,近年来六硼化钐(SmB6)材料受到了凝聚态物理和材料科学领域研究者的广泛关注。与块体材料相比,SmB6纳米材料由于具有更大的比表面积而拥有更为丰富的表面电子态,因此被认为是一个研究表面量子效应和物理机制的理想平台。由于场发射电流主要来源于纳米材料的表面态,所以研究SmB6纳米材料的场发射特性可以为研究其表面量子特性提供有益的参考。本研究利用化学气相沉积法,通过控制实验条件在硅衬底上分别实现了SmB6纳米带和纳米线薄膜的生长。研究结果表明:所制备的SmB6纳米线和纳米带分别为沿着[100]和[110]方向生长的立方单晶结构。场发射特性的测试结果发现:SmB6纳米带薄膜的开启电场为3.24 V/μm,最大电流密度达到了466.16μA/cm2,其场发射性能要优于纳米线薄膜。同时考虑到SmB6拥有很低的电子亲和势、高电导率和丰富的表面电子态,所以若可以进一步提高其场发射特性,那么很可能在冷阴极电子源领域有潜在应用。

关联体系中的拓扑物态

拓扑量子材料是凝聚态物理学中的一个重要分支,当在拓扑量子材料中引入电子-电子之间的关联相互作用,将会在体系中产生复杂的新奇有序相.本文重点回顾目前关于强关联体系中拓扑物态的角分辨光电子能谱实验研究的进展,从拓扑近藤绝缘体和Kagome晶格中的拓扑物态两个方面展开讨论.拓扑近藤绝缘体是在强关联效应诱导的近藤绝缘体中存在的拓扑物态,目前在SmB6和YbB12等相关材料体系中有大量的理论和实验支持证据.Kagome晶格的独特结构将引入新的拓扑相以及强关联的平带,在很多材料体系中诱导出了一系列新的强关联物理现象.深入理解拓扑性与关联性之间的关系,对于理解强关联电子间的相互作用以及实现拓扑物态的精确调控都具有重要的意义.