理想拓扑半金属最具魅力之处在于，对手性电子具有类似“二极管”调控效应：当磁场平行于电流时产生手性能带电子流，而磁场垂直于电流时手性电子流完全关闭。理论上这会诱发出许多新奇物理效应，如正负磁阻以及独特的平面纵向磁阻与霍尔效应等。这种对手性电流调控对未来高性能拓扑量子计算具有重要价值。最新理论研究发现，具有近似平带特征的拓扑节点可提供极高手性费米子态密度，显著增强上述拓扑奇异效应；加上平带固有弱色散和强电子关联特性，进一步推动强关联平带拓扑物理研究成为当前研究热点。实验上如何找到并合成同时具备以上性质的高质量拓扑平带单晶材料，困难重重。
近期，新葡的京集团35222vip陈太师副教授、夏钶教授、马亮教授和王金兰教授围绕这一问题展开合作研究，通过CVT法成功生长出高质量D0₃-Fe₃Ga块体单晶。相关成果以“Robust flat-magnetoresistivity inD03-Fe3Ga driven by chiralanomaly”为题，发表于Nature Communications。
输运表征成功观测到磁场垂直（平行）于电流产生正（负）磁阻效应，并在磁场与电流成45°夹角时首次观测到强鲁棒性平磁阻效应，并且在33T极端条件下，仍无衰减迹象。理论研究发现，费米面附近原有节线网络（Nodal Web）在自旋-轨道耦合作用下收缩为具有明显倾斜特征的Weyl点，进而主导拓扑磁输运行为。通过电子关联标度（Kadowaki–Woods ratio）分析发现，（111）取向D0₃-Fe₃Ga单晶电子关联强度相比传统关联金属（Fe, Re, Os, Pd, Ni, Pt）高近一个数量级，并在超低温下呈现明显的非费米液体行为。对比此前提拉法生长的单晶块体（Nature 581, 53 (2020)），本研究还发现可通过施加拉伸（收缩）应力实现对D0₃-Fe₃Ga拓扑性质操控。这对关联拓扑物研究和先进拓扑量子器件开发至关重要。
新葡的京集团35222vip博士生王若琪、李欣阳，硕士生文浩夫，以及中国科学院上海高等研究院赵波博士为论文共同第一作者；新葡的京集团35222vip的陈太师副教授、夏钶教授和马亮教授为文章的通讯作者。中国科学院合肥稳态强磁场科学中心和上海高等研究院上海同步辐射为本研究提供了关键支持。该工作受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上、重大培育、教育部青年教师支持计划、江苏省前沿引领技术基础研究等项目资助，新葡的京集团35222vip优势理科学科交叉平台、中国科学院合肥稳态强磁场科学中心和上海高等研究院上海同步辐射为本研究提供了关键支持，新葡的京集团35222vip大数据中心提供了算力资源。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-73748-z
供稿：陈太师
审核：苗霖