[发明专利]基于弱测量的外尔半金属类型识别及外尔锥倾斜测量方法

权利要求书

1.一种基于弱测量的外尔半金属类型识别方法，其特征在于，使用的是基于弱测量的光自旋霍尔测量装置，其包括激光器、半波片、第一透镜、第一偏振器、第二偏振器、第二透镜和光束采集器；由激光器产生的高斯光束经半波片、第一透镜和第一偏振器得到入射线偏振光，并入射到样品表面并反射，反射光束经第二偏振器得到反射线偏振光，反射线偏振光经第二透镜后由光束采集器接收；入射线偏振光的偏振态称为前选择态，反射线偏振光的偏振态称为后选择态；前选择态和后选择态之间以90°+φ接近垂直的，φ又被称为后选择角，大小为-0.2°~0.2°；

利用基于弱测量的光自旋霍尔效应测量装置，按照以下步骤进行：

S1调节待测外尔半金属固体材料化学势

通过向处于给定温度条件下的待测外尔半金属固体材料施加外部栅极电压，使待测外尔半金属固体材料的化学势μ满足表示普朗克常数；ω表示入射到待测外尔半金属固体材料上的光束频率；表示光子能量的比率；

S2获取光自旋霍尔效应位移

在相同温度条件下，以接近第一类外尔半金属固体材料或第二类外尔半金属固体材料的布儒斯特角的角度为入射角，通过基于弱测量的光自旋霍尔效应测量装置获取光自旋霍尔效应位移；

S3 识别外尔半金属类型

当测量的光自旋霍尔效应位移等于给定阈值时，待测外尔半金属固体材料为第一类外尔半金属；当测量的光自旋霍尔效应位移大于给定阈值，待测外尔半金属固体材料为第二类外尔半金属。

2.根据权利要求1所述基于弱测量的外尔半金属类型识别方法，其特征在于，步骤S1中，给定温度范围为0 K。

3.根据权利要求1所述基于弱测量的外尔半金属类型识别方法，其特征在于，步骤S1中，通过向待测外尔半金属固体材料施加外部栅极电压，使得待测外尔半金属固体材料的化学势=0.098eV。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述基于弱测量的外尔半金属类型识别方法，其特征在于，步骤S2中，入射角范围为55°~62°。

5.根据权利要求4所述基于弱测量的外尔半金属类型识别方法，其特征在于，步骤S2中，入射角为57.4°或61.6°。

6.一种基于弱测量的外尔半金属外尔锥倾斜度测量方法，其特征在于，使用的是基于弱测量的光自旋霍尔测量装置，其包括激光器、半波片、第一透镜、第一偏振器、第二偏振器、第二透镜和光束采集器；由激光器产生的高斯光束经半波片、第一透镜和第一偏振器得到入射线偏振光，并入射到样品表面并反射，反射光束经第二偏振器得到反射线偏振光，反射线偏振光经第二透镜后由光束采集器接收；入射线偏振光的偏振态称为前选择态，反射线偏振光的偏振态称为后选择态；前选择态和后选择态之间以90°+φ接近垂直的，φ又被称为后选择角，大小为-0.2°~0.2°；

利用基于弱测量的光自旋霍尔效应测量装置，按照以下步骤进行：

L1调节待测外尔半金属固体材料化学势

通过向处于给定温度条件下的待测外尔半金属固体材料施加外部栅极电压，使得待测外尔半金属固体材料的化学势达到给定值；

L2获取光自旋霍尔效应位移

在相同温度条件下，以接近第一类外尔半金属固体材料或第二类外尔半金属固体材料的布儒斯特角的角度为入射角，通过基于弱测量的光自旋霍尔效应测量装置获取光自旋霍尔效应位移；

L3 确定待测外尔半金属固体材料的外尔锥倾斜度

依据给定化学势条件下光自旋霍尔效应位移随外尔锥倾斜度变化关系，得到与光自旋霍尔效应位移对应的外尔锥倾斜度。

7.根据权利要求6所述基于弱测量的外尔半金属外尔锥倾斜度测量方法，其特征在于，步骤L1中，对于第二类外尔半金属，通过向待测外尔半金属固体材料施加外部栅极电压，使得待测外尔半金属固体材料的化学势=0.098eV。

8.根据权利要求6或7所述基于弱测量的外尔半金属外尔锥倾斜度测量方法，其特征在于，步骤L2中，入射角范围为55°~62°。

9.根据权利要求8所述基于弱测量的外尔半金属外尔锥倾斜度测量方法，其特征在于，步骤L2中，入射角为57.4°或61.6°。