KxNi4S2中从拓扑狄拉克金属到平带诱导反铁磁体的演化：一种新型可调控量子材料平台

来自多个机构的研究人员针对狄拉克锥与平带共存材料稀缺且缺乏有效调控手段的问题，通过拓扑化学钾脱嵌技术实现对KxNi4S2(0≤x≤1)费米面的连续精准调控，首次在非Kagome/蜂窝晶格体系中实现从拓扑狄拉克金属（x=1）到平带诱导反铁磁体（x=0）的物态转变，为研究质量狄拉克费米子与平带重电子间的关联效应提供了实验验证平台。

　　

在层状量子材料K_xNi₄S₂(0≤x≤1)中，研究人员发现无需依赖Kagome或蜂窝晶格等特殊结构即可同时存在狄拉克锥(Dirac cone)和平坦能带(flat band)。通过分子轨道键合分析表明，镍-镍键合作用对狄拉克锥形成至关重要。利用拓扑化学钾脱嵌技术可精确调控钾含量，实现费米能级在宽能量范围内的连续调节。实验证实当x=1时体系呈现非磁性拓扑狄拉克金属态，具有拓扑非平庸Z₂指数1;(000)和高载流子迁移率(达1,471 cm²V^?1s^?1)；当x趋近于0时则转变为平带诱导的反铁磁态，奈尔温度(T_N)可达10.1 K。该体系为探索无质量狄拉克费米子、平带重电子及其相互作用提供了理想平台，同时展示了通过电化学嵌脱实现狄拉克锥主导态与平带主导态切换的可行路径。