Dans un métal typique, les électrons passeront d'une région chaude à une région froide, transportant à la fois de la chaleur et de la charge. Dans les semi-métaux de Weyl, cependant, les électrons près des points de Weyl forment des quasiparticules qui, dans un champ magnétique, peut contribuer à la conduction thermique sans transporter de charge [1, 2]. Ce transport sans charge résulte du fait que la contribution de charge de deux paires de points de Weyl s'annule (encart). Crédit :APS/Alan Stonebraker
Deux chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong ont découvert qu'un effet de son zéro chiral (CZS) peut être induit dans les semi-métaux de Weyl. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , Zhida Song et Xi Dai décrivent leurs expériences avec les semi-métaux de Weyl et ce qu'ils ont trouvé.
Les semi-métaux de Weyl n'ont été découverts que récemment, bien qu'ils aient été prédits pour exister en 1929 par Herman Weyl. Ce sont des matériaux topologiques dans lesquels les excitations électroniques présentent un comportement sans masse. Des recherches antérieures ont montré que les fermions qui adhèrent au théorème de Weyl existent sous forme de quasiparticules dans certains solides, ceux qui ont des bandes d'énergie électronique qui se croisent à des points proches de l'énergie de Fermi.
Notamment, ils se comportent différemment des électrons dans les métaux - ils présentent l'effet magnétique chiral. Cet effet est observé lorsqu'un métal de Weyl est exposé à un champ magnétique - un courant est généré où les particules positives et négatives se déplacent en parallèle et en anti-parallèle au champ magnétique. Dans de telles situations, le flux de courant est nul car les particules s'annulent. Cela change, cependant, lorsque le semi-métal est placé dans un courant électrique parallèle entraînant un flux de quasi-particules, un effet connu sous le nom d'anomalie chirale. Dans ce nouvel effort, Song et Dai ont montré que l'effet magnétique chiral peut également conduire à un phénomène appelé le son zéro chiral (CZS), un mécanisme de transport de chaleur nouvellement découvert qui peut être vu dans les semi-métaux de Weyl.
Le son zéro vient des vibrations, mais il est porté par la distribution de quantité de mouvement des électrons lorsqu'ils existent près du niveau de Fermi. L'étude rapporte qu'ils ont toujours existé, se produisant lorsque les chercheurs placent un semi-métal de Weyl dans un champ magnétique - maintenant, les chercheurs les ont observés en action. Ils rapportent que l'effet contribue à la conductivité thermique de ces matériaux. Ils notent également que sa vitesse peut être modulée en modifiant le champ magnétique. Et ils notent que l'effet peut être mesuré en utilisant une variété de techniques, comme l'utilisation d'une pompe et d'une sonde. Ils décrivent leur découverte comme un "mode sonore complètement nouveau porté par les fermions de Weyl sous un champ magnétique".
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