马克斯·普朗克学会 拓扑电荷的计数，称为陈氏数
强自旋轨道耦合是由较重的元素引起的，如图中较深的背景色所示
更强的自旋轨道耦合导致更明显的分裂费米弧
这允许计算穿过闭环的状态数，这决定了Chern数
信用:MPI CPfS 手征性的概念在科学上已经建立得很好:当一个物体不能叠加在它的镜像上时，这个物体和它的镜像都被称为手征性
例如，在制药工业中，现在使用的药物活性分子中超过50%是手性分子
虽然其中一种“对映异构体”可以挽救生命，但是它的对应物却可能有毒
另一个在当代材料科学中引起广泛兴趣的概念是拓扑学，因为许多所谓的拓扑材料具有奇特的性质
例如，拓扑材料可以具有受保护的边缘状态，其中电子自由流动而没有阻力，就好像在材料的边缘创建了电子的超导路径
这种非常规性质是物质量子性质的一种表现
拓扑材料可以用一个特殊的量子数来分类，称为拓扑电荷或陈氏数
手性拓扑材料具有特别独特的性质，可能在量子计算机的未来器件中非常有用，可以大大加快计算速度
这种性质的一个例子是长期寻求的大量子化光电流
这里，一旦暴露于圆偏振光，在手性拓扑材料中就会产生固定的直流电流，其与入射辐射的强度无关，并且其方向可以由入射光的偏振来控制
这一现象依赖于这样一个事实，即该材料具有4的高拓扑电荷，这是任何材料中可能的最大值
来自马克斯·普朗克固体化学物理研究所(MPI CPfS)、莱布尼茨固体和材料研究所(IFW)、亥姆霍兹-曾特朗德累斯顿-罗森多夫(HZDR)、亥姆霍兹-曾特朗柏林燃料材料和能源研究所(HZB)和中国科学技术大学的固态化学家和物理学家，合肥成功地在新的手性拓扑化合物PtGa中首次实现了这种特殊的电子态
他们的结果发表在《自然通讯》上
在这项研究中，研究人员使用了PtGa中异常强的自旋轨道耦合作为关键参数，以清晰地解析和计算特殊顶表面态的数量，这些状态被称为费米弧，决定了拓扑电荷
“PtGa是自然界中存在的最好的化合物，它具有手性B20结构，可以观察自旋分裂费米弧并实现最大Chern数4，因为它具有最强的自旋-轨道耦合
这项研究的作者之一考斯特夫·曼纳说，他是德累斯顿马克斯·普朗克固体化学物理研究所的科学家
由和他的同事进行的理论计算表明，化合物PtGa是观察高t拓扑电荷的非常有前途的候选物，这被姚和他的同事进行了详细的角分辨光电发射光谱(ARPES)研究的实验所证实
ARPES是研究固体中电子行为的有力工具
“这个工作由姚等人负责
揭示了PtGa是一种具有最大手性电荷的拓扑半金属，在迄今为止所识别的所有手性晶体中具有最强的自旋轨道耦合
这一发现意义重大，并对其输运性质，如磁输运，有重大影响
瑞士保罗·舍勒研究所的教授和高级科学家史明解释道
这项研究是涵盖不同专业领域的研究小组之间出色合作的范例
在卓越集群ct内
qmat，科学家们正在合作研究物质的全新状态
HZDR德累斯顿高磁场实验室(HLD)主任Jochen Wosnitza说:“我们正在关注新材料，其观察到的特性和功能是由原子水平的量子力学相互作用驱动的，PtGa等半金属是最令人兴奋的例子之一。”这是该集群的主要研究课题之一。
参与该集群并就当前出版物开展合作的机构包括德累斯顿概念合作伙伴、MPI国家政策框架、IFW和HZDR
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