復旦大學物理學系教授修發(fā)賢課題組首次在外爾半金屬砷化鈮中探測到手性朗道能級。相關(guān)研究成果于2018年在線發(fā)表于《自然—通訊》。

　　磁光譜的實驗手段和高質(zhì)量的砷化鈮晶體給觀察外爾半金屬朗道能級提供了可能。研究結(jié)果表明，該體系中存在一種朗道能級，它與所有已知的朗道能級所導致的光學特征完全不同。在拓撲半金屬中所找到的朗道能級共同點是光學躍遷發(fā)生在零動量點，因此，躍遷頻率只與朗道能級在零動量的間隔相關(guān)。然而，在外爾半金屬砷化鈮中，光譜上的共振特征顯示，光學躍遷來自于非零動量處，并且躍遷頻率隨費米面的不同也表現(xiàn)出強烈的變化。

　　由于外爾半金屬的手性朗道能級在磁場方向是線性色散的，光學躍遷有可能發(fā)生在非零動量處。此時，對應的躍遷頻率也將明顯受到費米面的影響。對于已進入和未進入量子極限的兩個外爾點，允許的光學躍遷數(shù)目將完全不同。磁光譜中的諸多證據(jù)都清楚地證明了砷化鈮中存在著獨特的手性朗道能級。

　　專家表示，這一結(jié)果為外爾半金屬中的手性磁效應提供了堅實的基礎(chǔ)，也為區(qū)分手性磁效應和其他非本征效應提供了有力的判斷依據(jù)。手性能級的發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)了外爾半金屬對外場的特殊響應，更重要的是顯示了外爾半金屬的新奇光物質(zhì)相互作用，這將在光學方面有廣泛的應用，也進一步拓展了外爾半金屬的器件應用前景。