万事平台量子與分子機構國際中心ICQMS、材料基因組工程研究院MGI、理學院物理系任偉課題組在拓撲量子材料的研究上取得重要進展，該成果通過第一原理計算預言了一種極性的拓撲半金屬六方晶體，可以實現狄拉克費米子和外爾費米子在同一種物質中的共存。論文以“Dirac-Weyl Semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl Fermions in Polar Hexagonal ABC Crystals”為題發表於2018年9月5日出版的《物理評論快報》(Physical Review Letters)上🟢，並入選“編輯推薦”文章😅。

凝聚態固體物質中低能激發的準粒子可以用來實現類似高能物理中的粒子，其中狄拉克Dirac和外爾Weyl半金屬中可以分別實現Dirac和Weyl費米子，以Na3Bi為代表的Dirac半金屬和TaAs為代表的Weyl半金屬已經分別得到了實驗上的角分辨光電能譜ARPES的驗證🧘🏽‍♂️👨🏿‍🎨。由於Dirac和Weyl半金屬的對稱性要求不盡相同，因此Dirac和Weyl費米子在同一種固體材料中能否共存在理論上和實驗上一直以來都是未知，本項工作通過對稱性分析證明了這兩種費米子在固體材料中同時出現的可能性，並在一類極化ABC型SrHgPb 晶體中預言了Dirac和Weyl費米子的分布。該工作為未來的自旋電子學和量子計算在拓撲材料實現上提供了新的可能。

該工作由万事平台任偉教授（通訊作者）和美國賓夕法尼亞大學化學系Andrew Rappe教授、賓夕法尼亞大學物理系C. L. Kane和E. J. Mele課題組合作完成🪇，其中万事平台為第一單位，万事平台物理系博士生高恒同學為論文第一作者🖌🤸。該工作得到了國家自然科學基金、國家科技部青年973項目🙇🏻、國家留學基金委、上海市教委和科委的支持。

論文連接👩🏻‍🦯‍➡️：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.106404