美國萊斯大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)銜的團隊在材料領(lǐng)域取得一項突破性進展。他們通過向二硫化鉭（TaS2）中摻入微量銦元素，制備出具有特殊電子結(jié)構(gòu)的“克萊默節(jié)點線”金屬。這項發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志的研究，為開發(fā)新一代高性能電子器件開辟了新途徑。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，銦元素的加入猶如一把神奇的鑰匙，改變了原有材料的晶體對稱性。在這種新型材料中，電子運動呈現(xiàn)出奇特的“分道揚鑣”現(xiàn)象——自旋方向相反的電子會沿著動量空間中不同的路徑運動，就像在高速公路上相向而行的車輛。這些路徑最終在“克萊默節(jié)點線”處交會。

圖片:350141_c577c4fb-fa56-4291-a595-104823bfc93c.jpg

“克萊默節(jié)點線”金屬材料的制備過程與特性示意圖

更令人振奮的是，這種材料展現(xiàn)出雙重特性：既有能零損耗傳輸電力的超導(dǎo)特性，又具備特殊的電子拓撲結(jié)構(gòu)。這種特性，使其在開發(fā)高效電力系統(tǒng)和量子計算機等領(lǐng)域具有廣闊前景。

為精準(zhǔn)把握材料的性能，研究團隊采用了尖端檢測技術(shù)：通過自旋分辨角分辨光電子能譜，配合外加磁場中的電輸運實驗，精確捕捉這些帶電粒子的能量、運動和自旋狀態(tài)。實驗數(shù)據(jù)與理論預(yù)測高度吻合，驗證了這種材料的獨特價值。

研究團隊表示，最新進展不僅拓展了材料科學(xué)的認知邊界，更鋪設(shè)了一條通往綠色電子技術(shù)的“快車道”。他們將繼續(xù)探索這類材料的奧秘，期待在能源效率和計算能力方面實現(xiàn)雙重突破。