2009年5月5日
一组物理学家发现了一种只有6个原子厚的材料，在这种材料中，电子似乎受到相互冲突的物理定律的指导，这取决于它们的移动方向加州大学戴维斯分校．通过计算模型，研究小组发现，夹在绝缘二氧化钛薄片之间的一层薄薄的二氧化钒层中的电子在前后移动时表现出一组特性，在左右移动时则表现出另一组特性。
由于其独特的性能，这种材料可能会在新兴的自旋电子学技术领域开辟一个新的可能性世界，该技术利用电子的磁性和电学特性来设计新型电子器件。
一篇描述这种材料及其特性的论文发表在4月22日的《物理评论快报》上。
“我们的模型展示了一种新的能带结构(电子动力学)，这是以前没有人知道的，”加州大学戴维斯分校物理系教授兼系主任Warren Pickett说。“我们认为，我们在这种材料中看到的一些传输特性——电导和磁场传导——将与以前看到的任何东西都不同。”
五年前，英国曼彻斯特大学的一个研究小组首次分离出石墨烯，这是一种碳原子单层晶格。这种材料也具有独特的电子特性，它引发了物理学家和材料科学家的极大兴趣，他们已经就此发表了数百篇论文。欧洲杯足球竞彩该团队将石墨烯中电子的行为称为“类狄拉克”，因为它与著名理论物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)方程式中描述的无质量粒子的行为相似。欧洲杯猜球平台
皮克特和合著者维克多·帕尔多(Victor Pardo)创造了“半狄拉克”(semi-Dirac)这个术语，用来描述在多层二氧化钒晶格中电子的行为。帕尔多是西班牙圣地亚哥-德孔波斯特拉大学(University of Santiago de Compostela)的教授，当时他是加州大学戴维斯分校(UC Davis)的客座教授。
皮克特解释说，在这种纳米材料中，绝缘二氧化钛的夹层层限制了钒，使其电子进行二维运动。当电子向一个方向移动时，它们的行为就像有质量的粒子一样，但向另一个方向移动时，它们的行为就像没有质量的粒子一样。欧洲杯猜球平台
皮克特说:“重要的是，我们精确地使用三层二氧化钒。”“使用一层或两层只能产生磁性绝缘体，而超过三层会产生相当正常的磁性金属，表现出导电行为。半狄拉克系统既不导电也不绝缘。”
与单层石墨烯相比，钒晶格具有更大的刚性，这将使其更容易蚀刻成实验形状或功能形状，Pickett说。
目前，这种材料仅作为一个计算模型存在。然而，皮克特说，许多基本的物理过程和原理首先是在理论上建立的，无论是否通过计算分析。
Pickett和Pardo与加州大学戴维斯分校的物理学教授Rajiv Singh和研究生Swapnonil Banerjee合作研究这种材料的性质。该团队构建了一个经典的数学模型，称为“紧束缚”模型，他们希望这个模型能在最基本的层面上促进对材料的理论理解。皮克特说:“我们非常有信心，这种纳米结构是可以制造出来的，而且足够干净，可以证明模型已经证明的特性。”
该小组已经对半狄拉克系统的低能行为有了基本的了解，并提交了第二篇描述这种特殊行为的论文。