中科大潘建偉團隊登上《Science》：在Weyl金屬領域取得最新成果

中科大潘建偉、陳帥，北京大學劉雄軍等報道通過實驗設計通過對超冷原子87Rb的三維自旋-軌道耦合作用調控，成功實現了理想的Weyl半金屬（IWSM），而且通過均衡虛擬切片成像技術揭示了其演變的動態過程。

相關研究於4月16日登上《Science》，題爲“Realization of an ideal Weyl semimetal band in a quantum gas with 3D spin-orbit coupling”。這也是中科大作爲第一單位，今年在《Science》正刊上發表的第5篇研究成果，加上《Nature》就一共有6篇。

Weyl半金屬是一種三維無間隙拓撲相，在體能帶中表現Weyl錐結構。根據能帶理論，Weyl錐必須以成對形式出現，最小的Weyl錐數目必須爲2個，同時Weyl錐的數目爲2的半金屬材料是一種理想的Weyl半金屬（IWSM）。在平衡態下，通過虛擬切片成像技術可以清晰地測量拓撲Weyl點，並在淬火動力學中得到進一步的解決。

在實驗中成功實現這種IWSM爲在固體中獲得難以實現的奇異物理現象提供經驗和指導，爲在實驗中構建可調控、複雜性遞增的Weyl型能帶結構，探索其物理學性質提供了很好的平臺。

通過超冷原子氣構建晶格，能夠實現可控的通過“自下而上”過程構建Weyl能帶，這種方法避免了漫無目的和缺少方向的尋找新材料。作者通過87Rb超冷原子構建了類固體結構的原子晶格，同時對原子的三維方向動量進行控制，從而能夠按照要求構建一對或者兩對Weyl節點，同時能夠動態的將平凡能帶調整爲Weyl能帶。

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參考資料：

https://science.sciencemag.org/content/372/6539/271