在所有维度中由拓扑和对称性保护的超扩散输运

超扩散是一种反常输运行为。最近,一种称为“节点机制”的新机理被提出用于诱导量子模型中的超扩散现象。然而现有节点机制的实现方案均基于精细调控的人工哈密顿量,这为实验观测带来了巨大挑战。该工作提出了一类在凝聚态体系中可能实现、且适用于不同空间维度的超扩散普适模型。研究团队发现,由巡游电子与局域杂质轨道杂化产生的鲁棒节点结构,其稳定性源自电子能带的内禀对称性与拓扑特性。该团队推导出电导的普适标度律G∼L^(-γ),揭示了指数γ如何由节点结构维度(D_node)、节点阶数(n)以及系统在高温时的维度(D)或低温时费米面维度(D_F)共同决定。通过数值模拟,该团队在零温条件下验证了包括石墨烯和多外尔半金属在内的多种模型的标度关系,发现理论预测与计算指数高度吻合。除电导标度行为外,该框架还预言了一系列可实验验证的特征信号,特别是温度线性电阻率(ρ∼T)的新机制和低频发散光学电导率(σ(ω)∼ω^(γ-1)),为量子材料中反常输运的发现与调控提供了切实可行的路径。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-11-12 19:00

量科快讯