三维拓扑狄拉克/外尔半金属是近期凝聚态物理和资料科学范畴一个新的研讨热门，并得到广泛重视。这些资料的低能激起会集在动量空间的一些狄拉克/外尔点邻近，与相对论高能物理中的狄拉克/外尔费米子十分类似。

　　最近，世界量子资料科学中心王楠林研讨组对ZrTe5单晶进行了红外磁光光谱研讨。在此之前，针对ZrTe5的输运和角分辩光电子能谱丈量标明该资料归于三维狄拉克半金属。在零场下，红外光谱的丈量发现其光电导在较宽的能量区间都表现出随频率线性添加的行为，而这种现象恰恰是三维狄拉克费米子的标志性行为。该研讨结果已发表于《物理谈论B》（92，075107，2015）。当对样品施加磁场时，从反射光谱上能够清晰的观察到朗道能级之间的跃迁。这些跃迁的能量顺次满意1:1+√2:√2+√3:…的比例关系，并且低场时与场强的平方根成正比，这些都是无质量狄拉克费米子的有力依据。别的，研讨标明只需要加较低的磁场（低于1特斯拉）就足以驱动样品抵达量子极限，阐明ZrTe5是一个十分洁净的系统，是研讨三维狄拉克费米子的抱负资料。最重要的是朗道能级的劈裂能够直接从反射谱上观察到，而这种劈裂在二维狄拉克费米子资料（例如石墨烯）中从未勘探到过。量子资料科学中心王垡理论小组建立了相关理论模型对试验数据进行了剖析，他们发现，在现有磁光试验装备中，沿着晶轴b方向的塞曼场会将ZrTe5单晶转变为“线节点”半金属。并且理论核算标明，假如沿着晶轴c方向施加磁场，该资猜中的狄拉克点会劈裂成两个外尔点。这为用磁场控制和完成外尔半金属留下了满足的或许。

　　该研讨是第一个针对三维狄拉克费米子资料的红外磁光丈量的研讨，论文已发表于《物理谈论快报》（115，176404，2015)，并被选为修改引荐文章。王楠林教授的博士后陈荣艳和现已结业的学生谌志国博士是该文章的并列第一作者。研讨样品由美国布鲁克海文国家试验室教授顾根大供给。王楠林教授和王垡教授是该文章的一起通讯作者。

　　上述研讨得到国家自然科学基金、我国科技部973项目以及量子物质科学协同立异中心等项目经费的赞助。