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近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南方科技大學(xué)，依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置所屬水冷磁體WM5，利用強(qiáng)磁場，在弱拓?fù)浣^緣體中構(gòu)建出理想一維外爾半金屬相，并觀測到該相特有熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制導(dǎo)致的巨大能斯特平臺。反常能斯特效應(yīng)是典型的橫向熱電效應(yīng)，其能斯特信號可在磁場下形成平臺。理論研究表明，源于自旋軌道耦合布洛赫電子能帶的大貝里曲率，能夠產(chǎn)生顯著的反常能斯特效應(yīng)?；谶@一機(jī)制，科研人員在三維磁性外爾半金屬中觀測到顯著的能斯特平臺。但是，能斯特平臺的幅度仍比縱向熱電效應(yīng)弱多個數(shù)量級。因此，探討能夠提升能斯特平臺幅度的新型熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制具有重要意義。研究團(tuán)隊在強(qiáng)磁場條件下發(fā)現(xiàn)了新的熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制。通過對弱拓?fù)浣^緣體五碲化鉿（HfTe5）在0–33 T強(qiáng)磁場下的塞貝克效應(yīng)和能斯特效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)測量，團(tuán)隊觀測到兩個磁場誘導(dǎo)的相變。在B1 = 1.45 T處，能斯特信號發(fā)生符號反轉(zhuǎn)，標(biāo)志著第零朗道能級發(fā)生能隙閉合轉(zhuǎn)變；隨著磁場增強(qiáng)，塞貝克系數(shù)在B2 = 11 T處出現(xiàn)峰值，表明第零朗道能級發(fā)生拓?fù)銵ifshitz轉(zhuǎn)變。這兩次相變過程與弱拓?fù)浣^緣體在強(qiáng)磁場下的理論相圖吻合。當(dāng)磁場進(jìn)一步增大至B3 = 20 T以上時，HfTe5進(jìn)入由第零朗道能級構(gòu)成的理想一維外爾半金屬相。在該相中，能斯特信號表現(xiàn)出與磁場無關(guān)的特性，形成穩(wěn)定的巨大能斯特平臺，其幅值在2 K低溫下達(dá)50 μV/K，遠(yuǎn)超以往報道的所有反常能斯特效應(yīng)數(shù)值。同時，理論分析發(fā)現(xiàn)，該巨大能斯特平臺源于理想一維外爾相特有的熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制——橫向熱電效應(yīng)由縱向電阻主導(dǎo)，而非傳統(tǒng)機(jī)制中的橫向電阻。這一發(fā)現(xiàn)拓展了科研人員對外爾費米子的認(rèn)知，為提升熱電轉(zhuǎn)換效率開辟了新路徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等的支持。論文鏈接弱拓?fù)浣^緣體HfTe5強(qiáng)磁場下塞貝克效應(yīng)和能斯特效應(yīng)的測量結(jié)果理想一維外爾態(tài)中的巨大能斯特平臺