狄拉克锥
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狄拉克锥是一种特殊二维材料中的电子能带结构,在此结构中,电子具有像光一样的相对论性质。科研人员认为狄拉克锥可能是通向未来超级芯片、量子计算机、超导和桌面相对论技术的路径。[1][2][3][4]
典型的狄拉克锥材料包括石墨烯、拓扑绝缘体、铋锑薄膜和其他新型纳米材料。[1][5][6] 这些特殊二维材料中电子的能量和动量具有线性的色散关系,因此其费米能级附近的电子能带结构呈现出上下两个锥体,分别代表电子和空穴。两个锥体的顶端刚好相连,形成“零带隙”的半金属相.
狄拉克锥的名字来源于狄拉克方程,由保罗·狄拉克 (Paul Dirac) 提出,用以统一描述物质的量子力学效应和相对论效应。狄拉克锥可以是各向同性,也可是各向异性的。石墨烯中存在各向同性的狄拉克锥,由飞利浦·华莱士(英语:P. R. Wallace) (P. R. Wallace) 于1947提出[7],并由诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆 (Andre Geim) 和康斯坦丁·诺沃肖洛夫 (Konstantin Novoselov) 于2005年首次在实验中观察到。[8] 麻省理工学院的唐爽和崔瑟豪斯夫人(Mildred Dresselhaus)于2012年在其唐-崔瑟豪斯理论 (Tang-Dresselhaus Theory) 中首次提出了系统性构建各向异性狄拉克锥的方法。[9][10][11]