铕锰锑在高压下的输运行性质研究 (2)

在2004年之前,二维(2D)晶体本质上被认为是不稳定的,一直到了2004年成功地制备了一个由碳原子组成的单原子厚度蜂窝结构的石墨烯。2004年,英国曼切


在2004年之前,二维(2D)晶体本质上被认为是不稳定的,一直到了2004年成功地制备了一个由碳原子组成的单原子厚度蜂窝结构的石墨烯。2004年,英国曼切斯特大学盖姆小组成功地从单个原子层中分离出石墨烯。这个发现打破了二维晶体无法在自然界中稳定存在的预言。石墨烯还具有许多新的物理以及电子特性,这是由于石墨烯中存在狄拉克锥。石墨烯给出了无质量费米子狄拉克锥结构,导致半整数、分数和分形两字霍尔效应,超高载流子迁移等许多新颖现象和性质。石墨烯的发展也将打开发现更多的二维材料。

高压物理作为一门独立学科,具有重要的研究意义。在高压下可以观察到许多新的物理现象,并提出了新的物理性质和新特性。本文对铕锰锑进行高压下的的研究是因为铕锰锑属于一种狄拉克材料,且它的费米面十分接近狄拉克锥的顶点。费米面越接近狄拉克锥的顶点,费米面越容易受到能量变化的影响,会随着费米面能量的变化而发生很大的改变。同样的对样品施加压力也有可能导致它的结构改变也就是晶胞参数发生变化。随着晶胞参数发生变化,能带也会发生改变,微小的晶胞参数也就会发生变化,这可能会导致狄拉克锥附近的费米面发生很大的变化,使得样品的输运性质发生变化。因此,我们对铕锰锑高压下的输运性质进行研究。

1.1狄拉克材料简介

Dirac材料通常是指具有狄拉克锥能带结构的一类特殊材料。由于特殊的电子能带结构,只能被称为低能量的狄拉克方程,所谓的的锥体是费米能量,因为满足相对论粒子动力-能量关系,称为狄拉克锥。

狄拉克材料在费米面附近有一个狄拉克锥,这个狄拉克锥有两个特点:1.能量随动量线性色散关系;2.狄拉克锥是一个顶点,它的态密度为零,一个费米面越接近狄拉克锥越说明这是个很小的费米面。当外部的环境发生变化时,费米面会出现上升或下降,这个过程中费米面的改变是非常明显的。因为一个小的费米面的轻微变动,也会导致费米面的百分比变动很大,所以外部环境的变化对狄拉克费米子的改变会非常明显。

如果我们对它外加压力,压力的变化会导致其晶体收缩,晶体收缩,能带也就会随之发生改变。这就是为什么我们要研究狄拉克材料压力下性质变化。而铕锰锑可能就是一种狄拉克材料,因为铕锰锑有一个单独的T层,以前文章里的第一性原理和 态实验证明这个单独的T层可以拥有各项异性的狄拉克费米子,所以我们认为铕锰锑可能是狄拉克材料,基于这个假设我们对铕锰锑进行高压下的实验研究。

1.2高压物理学简介

高压物理作为一门独立学科,具有重要的研究意义。在高压下可以观察到许多新的物理现象,并提出了新的物理性质和新特性。高压物理研究可以结合材料的温度变化的,可以研究材料在高压力和不同温度下的变化提供了巨大的贡献。由于其应用的广泛性,在高压之下可以称作凝聚态物理。

在高压下,会出现显得现象,在外部压力下,可以改变物质中原子排列,因为由于压力的变化改变原子之间的距离,并且可以使吉布斯能级改变,所以原子的变化就是晶格对称性的变化。因此,我们的系统变化是在高压下研究内部原子之间距离的变化。并发现新现象新规律。

1762年J坎顿开始第一个高压物理实验是对水的压缩性实验,由于条件有限,只能研究物质宏观现象。

在20世纪初,物理家布里奇曼对整个高压领域进行研究,他扩展了高压实验技术的研究,在高压试验技术和高压理论做出了大的贡献,探索出可以使容器的系统抵抗10GPa以上的压强。