近日，四川师范大学物理与电子工程学院张浩然老师、梁龙老师与加拿大 McGill 大学郭鸿教授等合作者，在二维倾斜半狄拉克能带的光学响应研究中取得新进展。相关成果以“Effects of tilting direction on the optical conductivities in two-dimensional tilted semi-Dirac bands”为题发表在 Physical Review B [PRB 114, 165410 (2026)]。四川师范大学为第一单位，学院硕士毕业生陈新和香港科技大学博士生侯鉴桐为共同第一作者，学院硕士毕业生严昌旭（现北京师范大学博士生）和张浩然为共同通讯作者。

  半狄拉克能带兼具薛定谔型和狄拉克型色散特征，其能带倾斜可增强各向异性并诱导 Lifshitz 转变（见图1）。光电导能够反映材料能带结构和光学跃迁性质，是识别该转变的重要物理量。此前，张浩然老师课题组已在二维狄拉克能带[PRB 108, 035407 (2023)]和半狄拉克能带[PRB 108, 195427 (2023)]的光电导研究中发现了与 Lifshitz 转变相关的光学响应特征及稳健的固定点。

  最新结果表明，二维半狄拉克能带沿平方色散方向和线性色散方向倾斜时，对应的 Lifshitz 转变（见图1）和光电导行为（见图2）均存在本质差异。针对沿平方色散方向倾斜的情形，团队首次提出依赖化学势的倾斜参数 t_{x}=v_{tx}/\sqrt{4a\mu}，区别于沿线性色散方向倾斜时常用的 t_{y}=v_{ty}/v_{F}。

  纵向光电导（见图2），不同倾斜方向会导致不同的分段线型、临界频率和高频背景；当光子频率满足 \omega=2\mu 时，带间纵向光电导为无倾斜情形的一半，但该固定点的适用范围依赖倾斜方向，分别为 0 < t_{x} ≤ 1 和 0 < t_{y} ≤ 2。研究团队进一步利用联合态密度揭示了该稳健固定点的物理起源（见图3）。

  该研究为通过光学实验识别二维半狄拉克材料中的能带倾斜方向和 Lifshitz 转变提供了理论依据，也为各向异性能带调控和新型二维量子材料光学响应研究提供了参考。

  该研究工作得到国家自然科学基金项目（11547200、12204329）、江苏省自然科学基金项目（BK20241929）等经费的资助。

  论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/8g5x-672v。

编辑：唐荣   审核：黄奕嘉   终审：廖磊