电子平带材料Electronic flat-band materials,拥有以淬灭动能为特征的量子态。这些平带通常有利于增强电子关联效应和物质层展量子相。经历了理论模型的长期研究,在范德瓦尔斯异质结构和准二维晶体材料中,实验实现了这些平带系统。目前主要的实验问题是,这种平带是否存在于三维网络中,从而实现新的材料平台和现象。
今日,美国 麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)Joshua P. Wakefield, Mingu Kang, Paul M. Neves, Dongjin Oh等,在Nature上发文,研究了C15 Laves相金属CaNi2,即在模型网络水平上,预测了镍烧绿石晶格,该晶格具有电子跳跃的3D相消干涉,从而产生了双简并拓扑平带。角分辨光电发射光谱观察到,在整个3D布里渊区中,色散消失的谱带,并将其识别为烧绿石pyrochlore平带,以及因Ni d电子多轨道干涉产生的另外两个平带。此外,还展示了平带流形到费米能级的化学调谐,这与增强电子关联和超导电性出现相一致。从2D扩展到3D的固有平带理念,提供了预测相关行为的潜在路径,用于从可调拓扑到分数量子霍尔相的高维平带系统。Three-dimensional flat bands in pyrochlore metal CaNi2. 图1:笼目和烧绿石平带量子态 | Kagome and pyrochlore flat-band states。
图2:CaNi2的烧绿石平带。
图3:烧绿石平带调向费米能级。
图4:CaNi2电子结构和平带。
Wakefield, J.P., Kang, M., Neves, P.M. et al. Three-dimensional flat bands in pyrochlore metal CaNi2. Nature 623, 301–306 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06640-1https://www.nature.com/articles/s41586-023-06640-1声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!