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新材料兼具超導(dǎo)性和拓?fù)潆娮咏Y(jié)構(gòu)
作者：劉霞     來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
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科技日?qǐng)?bào)訊 （記者劉霞）美國(guó)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(guò)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(kāi)發(fā)新一代高性能電子器件開(kāi)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(duì)稱(chēng)性。在這種新型材料中，電子運(yùn)動(dòng)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(huì)沿著動(dòng)量空間中不同的路徑運(yùn)動(dòng)，就像在高速公路上相向而行的車(chē)輛。這些路徑最終在“克萊默節(jié)點(diǎn)線”處交會(huì)。
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(kāi)發(fā)高效電力系統(tǒng)和量子計(jì)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(cè)技術(shù)：通過(guò)自旋分辨角分辨光電子能譜，配合外加磁場(chǎng)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(dòng)和自旋狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論預(yù)測(cè)高度吻合，驗(yàn)證了這種材料的獨(dú)特價(jià)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(chē)道”。他們將繼續(xù)探索這類(lèi)材料的奧秘，期待在能源效率和計(jì)算能力方面實(shí)現(xiàn)雙重突破。
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