Schéma de l'unité bcc (panneau de gauche) du cristal phononique et de sa surface (010) (panneau de droite) dotée de deux miroirs de glissement Gx et Gz. b, 3D bcc BZ et sa surface (010) BZ. Les sphères colorées mettent en évidence les points de Dirac massifs avec une fréquence égale et leurs projections sur la surface BZ. c, Bandes massives simulées le long de plusieurs directions à haute symétrie. ré, Schéma des dispersions d'états de surface quadrihélicoïdaux (surfaces colorées), où le cône gris marque la projection des états en vrac. e, Bandes de surface simulées le long d'une boucle de quantité de mouvement circulaire de rayon 0,4π/a (comme indiqué en f) centrée en P . Les régions d'ombre indiquent les états en vrac projetés. (f) Tracé 3D de la dispersion de surface simulée dans le premier quadrant de la surface BZ. Les projections de bande en vrac ne sont pas représentées pour plus de clarté. Crédit :PAR Xiangxi Cai, Liping Ye, Chunyin Qiu, Meng Xiao, Rui Yu, Manzhu Ke, Zhengyou Liu
Les semi-métaux de Dirac sont des états critiques de phases topologiquement distinctes. De tels états topologiques sans lacunes ont été accomplis par un mécanisme d'inversion de bande, dans laquelle les points de Dirac peuvent être annihilés deux à deux par des perturbations sans changer la symétrie du système. Ici, des scientifiques en Chine rapportent une observation expérimentale de points de Dirac qui sont complètement renforcés par la symétrie cristalline à l'aide d'un cristal phononique non symmorphique. De nouveaux états de surface topologiques sont démontrés dans leurs expériences.
La découverte de nouveaux états topologiques de la matière est devenue un objectif vital en physique fondamentale et en science des matériaux. Un semi-métal Dirac (DSM) tridimensionnel (3D), accueillant de nombreuses propriétés de transport exotiques telles que la magnétorésistance anormale et la mobilité ultra-élevée, est une plate-forme exceptionnelle pour explorer les transitions de phase topologiques et d'autres nouveaux états quantiques topologiques. Il est également d'un intérêt fondamental de servir de réalisation à l'état solide d'un vide de Dirac (3+1) dimensions. Jusqu'à présent, les points de Dirac réalisés viennent toujours par paires et pourraient être éliminés par leur fusion et leur annihilation par paires grâce à l'ajustement continu des paramètres qui préservent la symétrie du système.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , des scientifiques du Laboratoire clé de micro- et nano-structures artificielles du ministère de l'Éducation et de l'École de physique et de technologie, Université de Wuhan, Chine, nous rapportons une réalisation expérimentale d'un cristal phononique 3-D qui héberge des points de Dirac à symétrie imposée aux coins de la zone Brillouin. Très différent des DSM existants, l'occurrence des points de Dirac est une conséquence inévitable du groupe spatial non symmorphique du matériau, qui ne peut être supprimé sans modifier la symétrie cristalline. En plus des points de Dirac identifiés directement par des mesures de transmission résolues en angle, des états de surface quadrihélicoïdes très complexes sont dévoilés par nos mesures de surface et les spectres de Fourier associés. Spécifiquement, les états de surface sont composés de quatre branches spirales croisées sans interruption et sont donc très différents des états de surface à double arc de Fermi observés récemment dans les systèmes électroniques et photoniques.
"Cette étude peut ouvrir de nouvelles manières de contrôler le son, comme la réalisation d'une diffusion sonore et d'un rayonnement inhabituels, compte tenu de la dispersion conique et de la densité de fuite des états autour des points de Dirac. La dispersion autour du point de Dirac est isotrope, Et ainsi, notre système macroscopique sert de bonne plate-forme pour simuler la physique relativiste de Dirac, ", prédisent les scientifiques.
