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《科学日报》记者从中国科学院强磁场科学中心了解到，该中心研究员田的研究小组通过测量PtBi2在40特斯拉强磁场中的量子输运特性，计算第一性原理能带，发现层状结构PtBi2是一种新型的三重简并拓扑半金属。相关的研究结果几天前发表在《自然通讯》网上。
拓扑半金属材料具有奇异的磁输运性质，如手性负磁阻、巨磁阻和极高的载流子迁移率。它们在未来低能电子器件的应用中具有重要价值，因此成为国际凝聚态物理的前沿和热点研究方向之一。
在以前的实验中发现了三种拓扑半金属材料，即狄拉克半金属、韦利半金属和节线半金属，这三种材料中包含的准粒子都是四重或双简并费米子，即在同一能级状态下有两个或四个半奇自旋数。然而，三重简并费米子的存在仅在钨碳材料WC和MoP中得到证实。
研究人员已经制备了具有三角形晶格特征的高质量层状PtBi2单晶样品。利用稳态强磁场实验装置中的水冷磁体和混合磁体对层状PtBi2单晶样品的磁输运性质进行了详细的表征和研究，并利用第一性原理方法进一步研究了层状PtBi2的能带结构。结果表明，层状结构的PtBi2是一种新的三重简并拓扑半金属，具有两个主要特征。一是与WC和MoP相比，PtBi2的三重简并点更接近费米面，这直接对应于新型费米子的特性。第二，层状PtBi2易解理，在器件制备中具有天然优势，对于小尺寸微纳器件的制备和性能控制具有重要的应用潜力。
这项研究工作对促进人们理解电子拓扑状态、发现新的物理现象、开发新的电子器件和深入理解基本粒子的性质具有重要意义。(记者吴长锋)
