Weyl（外爾）半金屬的物性研究一直是凝聚態(tài)物理學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn)之一，其中Weyl半金屬材料的手征磁效應(yīng)只存在于理論預(yù)言中，由于材料制備的困難和表征手段的缺乏，至今尚未在實(shí)驗(yàn)室直接觀測(cè)到手征磁效應(yīng)。
近日，南京大學(xué)于揚(yáng)課題組與香港課題組合作，利用超導(dǎo)量子電路首次模擬出外爾半金屬能帶，并在此基礎(chǔ)上演示了外爾半金屬中的手征磁效應(yīng)。研究人員利用超導(dǎo)電路系統(tǒng)作為人工原子與微波場(chǎng)耦合成功模擬出一個(gè)描述外爾半金屬的兩能帶模型，將立方晶格的準(zhǔn)動(dòng)量空間精確映射至微波場(chǎng)參數(shù)空間，利用超導(dǎo)量子比特的精確調(diào)控與測(cè)量技術(shù)，通過不斷調(diào)節(jié)微波場(chǎng)參數(shù)，即振幅、頻率、相位，測(cè)量相應(yīng)能譜，模擬出外爾半金屬第一布里淵區(qū)的能帶結(jié)構(gòu)。在上述工作的基礎(chǔ)上，通過控制外加泵浦微波場(chǎng)振幅和頻率，觀測(cè)到拓?fù)潆娏髋c外爾點(diǎn)能量差和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與理論預(yù)言高度一致，即利用超導(dǎo)量子電路在實(shí)驗(yàn)上直接演示了外爾半金屬的手征磁效應(yīng)。
該成果為利用超導(dǎo)量子電路探索拓?fù)洳牧系奈锢硇再|(zhì)提供了成功的范例。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“量子調(diào)控與量子信息”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持。
公眾號(hào)
小程序
微信咨詢
