一类新的无质量费米子

波兰的一个研究小组首次发现了一类具有各向异性特征的无质量费米子的实验证明。¹这一发现可以帮助研究人员设计出具有前所未见特性的新型类石墨烯材料。

费米子是一类包含电子、质子和中子的粒子。大多数都有质量无质量费米子于2015年被发现．这些是准粒子:电子活动表现得就像自由空间中的粒子一样。二维材料中的电子表现得像无质量费米子。直到最近，这种行为一直与电子带结构中称为狄拉克锥的特征有关，其中价带和导带在狄拉克点处呈锥形面相遇。无质量狄拉克费米子是各向同性的，它们携带电荷的速度非常快，因为它们不受后向散射的影响。这是石墨烯和其他二维材料具有非凡电子特性的基础。

2017年，塞尔维亚的科学家预测，一种全新的无质量费米子存在于符合特定对称标准的二维材料中。²现在，来自波兰玛丽亚居里-斯克洛多夫斯卡大学的研究人员发现了这种费米子的物理证据。角度分辨光电子能谱有助于他们观察二维硅晶体表面的能带结构。传导带和价带不是光滑的狄拉克锥，而是形成一组边缘锋利的交叉平面，有些像金字塔，有些像折纸算命先生。平面相遇，不是在0D狄拉克点，而是沿着1D狄拉克线。直到现在，在任何已知的晶体中都从未观察到如此独特的电子结构。

如果新材料能够在更大范围内支持这些状态，那么它们可能会以前所未有的方式表现出来。