元素半导体碲中外尔物理及离散标度不变性的磁输运特征

对具有非平凡能带的拓扑材料的研究可以推动相对论物理学的进展，并发掘一系列有趣的物理现象。然而，以前对外尔物理的研究仅限于半金属。本文通过系统的磁输运测量，在碲元素半导体中观察到两个具有代表性的外尔物理拓扑输运特征，即负纵向磁阻和平面霍尔效应。更引人注目的是，达到量子极限后，磁阻和霍尔电阻出现对数周期振荡，与ZrTe5和HfTe5中观察到的特征相似。对数周期振荡源于外尔费米子与相反电荷中心之间形成的两体准束缚态，其能量构成符合离散尺度不变性一般特征的几何级数。我们的发现揭示了碲的拓扑性质，进一步证实了离散尺度不变性在拓扑材料中的普遍性。此外，引入将外尔物理引入半导体形成的“外尔半导体”，为操纵有趣的外尔费米子行为和设计未来的拓扑器件提供了理想的平台。