上海大学量子与分子机构国际中心ICQMS、材料基因组工程研究院MGI、理学院物理系任伟课题组在拓扑量子材料的研究上取得重要进展，该成果通过第一原理计算预言了一种极性的拓扑半金属六方晶体，可以实现狄拉克费米子和外尔费米子在同一种物质中的共存。论文以“Dirac-Weyl Semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl Fermions in Polar Hexagonal ABC Crystals”为题发表于2018年9月5日出版的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上，并入选“编辑推荐”文章。

凝聚态固体物质中低能激发的准粒子可以用来实现类似高能物理中的粒子，其中狄拉克Dirac和外尔Weyl半金属中可以分别实现Dirac和Weyl费米子，以Na3Bi为代表的Dirac半金属和TaAs为代表的Weyl半金属已经分别得到了实验上的角分辨光电能谱ARPES的验证。由于Dirac和Weyl半金属的对称性要求不尽相同，因此Dirac和Weyl费米子在同一种固体材料中能否共存在理论上和实验上一直以来都是未知，本项工作通过对称性分析证明了这两种费米子在固体材料中同时出现的可能性，并在一类极化ABC型SrHgPb 晶体中预言了Dirac和Weyl费米子的分布。该工作为未来的自旋电子学和量子计算在拓扑材料实现上提供了新的可能。

该工作由上海大学任伟教授（通讯作者）和美国宾夕法尼亚大学化学系Andrew Rappe教授、宾夕法尼亚大学物理系C. L. Kane和E. J. Mele课题组合作完成，其中上海大学为第一单位，上海大学物理系博士生高恒同学为论文第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、国家科技部青年973项目、国家留学基金委、上海市教委和科委的支持。

论文连接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.106404