我组在拓扑节点环半金属HfP₂的研究取得新进展

拓扑节点环半金属因其独特的拓扑态与输运现象而受到广泛的关注。磷化铪（HfP₂）是新近发现的一种拓扑节点环半金属，存在拓扑非平庸的三条节点环。然而，其输运性质的系统研究尚未报道。本文采用化学气相输运法制备HfP₂晶体，并依托34.6 T强磁场、2 K低温环境，实验观测到具有拍频振荡特征的显著Shubnikov-de Haas量子振荡。结合双带模型对霍尔效应的分析以及第一性原理计算的费米面证实，该振荡来源于两个电子费米口袋与一个空穴费米口袋。朗道扇图证实与Γ点处节点环相连的电子口袋具有非平庸的π贝里相位，远离节点环的空穴口袋则只有平庸的贝里相位，与理论计算相吻合。本工作系统进行了HfP₂晶体的输运表征，为理解拓扑节点环半金属的物理性质，并基于其发展拓扑量子器件应用奠定了重要基础。

图1. (a)不同温度下HfP₂晶体的Shubnikov-de Haas量子振荡。(b)由傅里叶变换得到的不同温度下的量子振荡频率。(c)理论计算的HfP₂能带结构及相应的拓扑节点环的位置。(d) 计算得到的在k_z-k_y平面内以Γ点为中心的节点环。插图展示了不同取向磁场下的电子运动，表明只有穿过红色节点环的电子才具有非平庸的贝里相位。

该工作发表在npj Quantum Material期刊上，课题组博士生张勇为论文第一作者，吕洋洋助理教授和陈延彬教授为论文通讯作者。

https://www.nature.com/articles/s41535-026-00926-z