狄拉克锥

在量子力学中，狄拉克锥描述 [12]价带和导带的能量在二维晶格k空间中，除了零维狄拉克点所在的位置外，其他任何动量的价带和导带能量都不相等。由于是锥型，电传导可以用无质量费米子的电荷载流子来描述，在理论上这种情况可由相对论性的狄拉克方程来处理。 [13]无质量费米子可以导致各种奇異的量子霍尔效应、或是拓扑材料中的磁电效应和超高载流子迁移率。 [14] [15]在 2008-2009 年实验上使用角分辨光电子能谱(ARPES) 对钾-石墨插层化合物KC ₈ [16]和几种铋基合金的狄拉克锥進行了观察。[17] [18] [15]

狄拉克锥是二维材料 (像是单层石墨烯)或拓扑绝缘体的表面态的特征。狄拉克锥在材料中是线性色散关系，由能量与晶体动量的两个分量k _x和k _y來描述。然而，这个概念可以扩展到三维材料，其中狄拉克半金属由能量与k _x 、 k _y和k _z的线性色散关系來定义。在动量空间中，色散关系为超圆锥体，它具有双重简并能带，也在狄拉克点相交。 [15]狄拉克半金属同时包含时间反演对称性和空间反演对称性；当其中一个对称性被破坏时，狄拉克点可以分裂成两个外尔点，材料变成外尔半金属。 [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] 在2014年，实验上利用ARPES对狄拉克半金属砷化镉 的能带结构进行了直接观测。 [30] [31] [32]

已在许多物理系统实现狄拉克点，例如等离子体学、声子学或纳米光子学（微腔、 [33]光子晶体[34] ）。

• 狄拉克物质