近期，中国科学院合肥物质科学研讨院强磁场科学中心研讨员田亮堂课题组在三维狄拉克半金属资料ZrTe5研讨中取得新发展，研讨人员经过机械剥离ZrTe5单晶的办法研讨了不同厚度ZrTe5纳米片的输运功能，成果发现纳米片的厚度可以明显调制其能带特征，相关研讨成果以Thickness-tuned transition of band topology in ZrTe5 nanosheets为题宣布在美国物理学会《物理谈论B》（Physical Review B）上。

　　狄拉克半金属是现在凝聚态范畴和资料科学范畴研讨的热门，它可视为“三维石墨烯”，在低能耗电子学器材应用上具有重要价值。层状资料ZrTe5因为具有高度各向异性的狄拉克能带特征，在相关研讨中遭到许多重视。前期研讨标明ZrTe5是功能优异的热电资料，最近的理论研讨标明单层的ZrTe5是一个具有大能隙的量子自旋霍尔绝缘体，块体资料的拓扑性质坐落强-弱拓扑绝缘体之间。角分辩光电子能谱和磁场下红外光谱的研讨试验标明ZrTe5可能是一个三维狄拉克半金属资料，而扫描隧道显微镜（STM）成果标明单层ZrTe5是二维拓扑绝缘体，具有较大的能隙，且具有杰出的弹性。这些彼此对立的试验成果一向困扰着相关研讨人员。

　　近年来，田亮堂课题组对ZrTe5展开了继续的研讨工作，例如在前期的研讨中使用强磁场科学中心的稳态水冷磁体（~31T），给出了ZrTe5中存在三维狄拉克半金属相的电输运依据，包含手性负磁阻效应、三维特征的量子振动以及强磁场下的朗道能级劈裂效应等 [Phys. Rev. B 93, 115414 (2016)] 。

　　因为ZrTe5具有各向异性的狄拉克能带特征，其电子结构对温度、磁场、压力以及应力等高度灵敏。因而最近课题组使用维度调控的办法，对ZrTe5的电子结构进行了深化研讨。研讨人员机械剥离ZrTe5单晶取得不同厚度的ZrTe5纳米片，并对其电输运行为进行丈量，成果发现纳米片的电阻失常峰的温度跟着纳米片厚度表现出非单调的改变，即跟着厚度从160纳米降低到40纳米，失常峰逐步从150K逐步减小到100K，而厚度进一步降低到10纳米时，失常峰反而逐步升高到挨近室温。这些成果标明薄纳米片（小于40 纳米）中电阻失常峰的来历与块体样品中电阻失常峰不同。研讨一起发现跟着纳米片降到40纳米以下，ZrTe5从具有两种载流子的拓扑半金属逐步改变为只要空穴的一般金属并且跟着厚度的逐步减小，纳米片的费米能级逐步从导带降低到价带，表现出厚度调制的能带改变。这些能带改变特色成果对深化了解ZrTe5中各种不同的试验定论具有重要的含义。

　　该研讨工作得到了国家重点研讨方案项目、国家自然科学基金以及合肥壮科学中心等项目的支撑，研讨成果在线宣布在近期《物理谈论B》上【Phys. Rev. B 95, 125135 (2017)】。（来历：中国科学院合肥物质科学研讨院）