中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心張昌錦課題組利用穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置的五號水冷磁體，在30特斯拉磁場強度和0.36K極低溫條件下進行了精密的數(shù)據(jù)測量，對近期發(fā)現(xiàn)的潛在的拓撲超導(dǎo)材料PdTe2的電子結(jié)構(gòu)進行了研究，得到了完美的強磁場振蕩信號。該工作從磁性和電性兩個方面給出了該體系中占主導(dǎo)地位的單帶電子結(jié)構(gòu)，這一結(jié)果對后期關(guān)于拓撲超導(dǎo)材料的電子態(tài)結(jié)構(gòu)研究具有重要意義。研究成果以De Hass-van Alphen and magnetoresistance reveal predominantly single-band transport behavior in PdTe2 為題，發(fā)表在8月12日出版的《科學(xué)報告》[Scientific Reports, 6, 31554 (2016)]。

　　拓撲超導(dǎo)材料由于其在基礎(chǔ)物理研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的巨大前景而成為當(dāng)前凝聚態(tài)物理和材料物理研究領(lǐng)域的熱點課題。在過去的幾年里，在摻雜的拓撲絕緣體中發(fā)現(xiàn)了CuxBi2Se3，SrxBi2Se3等潛在的拓撲超導(dǎo)材料，引起了人們廣泛的關(guān)注。但是，目前對拓撲超導(dǎo)材料的電子態(tài)還沒有比較完整的認識。

　　前期的理論計算和角分辨光電子能譜實驗結(jié)果均表明PdTe2材料具有復(fù)雜的多帶電子結(jié)構(gòu)，這極大地限制了對該體系的進一步研究。張昌錦課題組通過強磁場下的磁性測量觀測到非常清晰和周期性的de Hass-van Alphen振蕩信號，對該振蕩信號進行傅里葉變換分析，發(fā)現(xiàn)該體系中存在一個占主導(dǎo)地位的振蕩峰，相比于這個振蕩峰，其它振蕩峰（代表不同能帶）的幅度至少都低一個數(shù)量級以上。這就說明該體系的電子結(jié)構(gòu)完全可以簡化為單帶結(jié)構(gòu)。該課題組還利用強磁場下的電阻率測試，從磁阻行為上也得到了單帶行為的證據(jù)。

　　該工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委及合肥大科學(xué)中心項目資助。

　　(a) 在0.36 K極低溫和強磁場下，PdTe2樣品呈現(xiàn)出良好的de Hass-van Alphen振蕩信號；（b）該振蕩信號表現(xiàn)出隨磁場強度的倒數(shù)的周期性振蕩行為，插圖中的傅里葉變化譜表明體系具有單帶電子行為。