Что такое полуметаллы Вейля?

Полуметаллы Вейля — это особый класс квантовых материалов, в которых квазичастицы ведут себя как безмассовые фермионы Вейля. Эти материалы обладают уникальными топологическими свойствами и интересными электронными характеристиками.

🔹 Ключевые особенности:

1. Фермионы Вейля
   – В таких полуметаллах существуют квазичастицы, аналогичные гипотетическим фермионам Вейля, предсказанным в 1929 году.
   – Эти квазичастицы безмассовые и движутся с высокой скоростью, аналогично фотонам.
2. Точки Вейля
   – В электронной структуре этих материалов существуют точки Вейля — особые точки пересечения валентной зоны и зоны проводимости.
   – Эти точки являются топологически стабильными и не могут исчезнуть без взаимодействия с другими точками Вейля.
3. Топологическая защита
   – Полуметаллы Вейля имеют необычную топологическую структуру, что делает их электронные состояния устойчивыми к возмущениям.
4. Поверхностные состояния (дуговые состояния Ферми)
   – На поверхности этих материалов формируются поверхностные состояния в виде открытых дуг (в отличие от замкнутых контуров в топологических изоляторах).
   – Эти состояния могут быть важны для разработки новых электронных устройств.
5. Эффект аномального Холла и магнитные свойства
   – Полуметаллы Вейля могут демонстрировать аномальный эффект Холла и другие необычные электромагнитные явления, связанные с их топологической природой.

🔹 Примеры полуметаллов Вейля

✅ TaAs (тантал-арсенид) – один из первых экспериментально обнаруженных примеров.
✅ NbAs, NbP, TaP – другие соединения с подобными свойствами.
✅ Co3Sn2S2 – ферромагнитный полуметалл Вейля.

🔹 Применение

🔸 Квантовые вычисления
🔸 Высокочувствительные датчики
🔸 Спинтроника
🔸 Оптоэлектроника

Все это делает полуметаллы Вейля перспективными для будущих технологий.