当拓扑绝缘体的概念在凝聚态物理领域掀起革命时，科学家们主要关注的是弱关联电子体系中的拓扑态。然而，强关联电子材料中的拓扑物态研究却面临根本性挑战：传统的拓扑理论建立在布洛赫态和能带结构基础上，依赖于准粒子图像，而强关联体系中的电子相互作用可能导致准粒子完全失效。特别是在量子临界点（Quantum Critical Point, QCP）附近，系统呈现非费米液体（Non-Fermi Liquid, NFL）行为，传统拓扑理论是否适用成为悬而未决的问题。
维也纳工业大学S. Paschen教授团队与莱斯大学Q. Si教授团队合作，在《Nature Physics》发表的研究工作给出了突破性答案。他们发现，在量子临界体系中，即使没有明确定义的准粒子，拓扑半金属相也能从量子临界态中"涌现"出来。这一发现不仅挑战了传统认知，更为关联拓扑物态研究开辟了新方向。
研究团队聚焦于非中心对称的重费米子化合物CeRu4Sn6。该材料具有本征量子临界性，是研究量子临界点与拓扑物态相互作用的理想平台。
关键实验技术包括：极低温高压输运测量（最低50mK，最高24kbar）、交流量热法、零场μ子自旋弛豫（μSR）技术、非线性霍尔效应测量，以及基于扩展动态平均场理论（EDMFT）的理论计算。所有CeRu4Sn6单晶均采用镜像炉浮区法生长，确保了样品质量。
材料表征与量子临界性验证
CeRu4Sn6结晶于非中心对称的四方结构（空间群I-42m），其电阻行为表现为典型的半金属特征。与参考化合物LaRu4Sn6的简单金属行为形成鲜明对比，表明近藤相互作用导致了（赝）能隙的打开。
通过弹性中子散射数据的标度坍塌和零场μSR实验，研究证实了材料中存在超越朗道序参量涨落类型的量子临界性，且无磁有序迹象。电子比热系数Cel/T随温度降低而平滑增加，进一步支持了量子临界性的存在。
自发霍尔效应揭示拓扑相
在零磁场条件下，研究团队观测到了横向电压信号，该信号被确认为时间反演对称性保持但反演对称性破缺的Weyl半金属特有的自发（非线性）霍尔效应。
自发霍尔电导率σxyspont与纵向电导率σxx在1K以下呈线性关系，证实了霍尔响应的内禀性质。其霍尔角（~13×10-3）比传统Weyl半金属TaAs的理论预期值大100倍，但小于Ce3Bi4Pd3中的巨型响应。
压力与磁场调控相图
压力实验表明，自发霍尔效应的幅值和起始温度均随压力增加而降低。比热测量显示，压力与磁场类似，均能抑制量子临界性。
磁场调控实验中，探测贝里曲率的偶场霍尔电阻率ρxyeven在有限场下被抑制，而奇场分量ρxyodd无特征。微小磁场即可抑制Weyl响应，证实了Weyl-Kondo半金属在量子临界点处最强。
通过定义Weyl-Kondo半金属的起始温度TH和磁场BHeven，研究团队构建了CeRu4Sn6的温度-压力-磁场相图。
4Sn6的压力和磁场调控相图'>
相图显示Weyl-Kondo半金属行为以量子临界点为中心呈穹顶状分布，表明量子临界涨落稳定了该拓扑相。
理论模型：量子临界性催生拓扑
为理解实验现象，团队研究了三维kagome晶格上的拓扑重费米子模型。在近藤破坏量子临界点（Kondo destruction QCP）处，自能虚部在低能区呈线性频率依赖，表明准粒子权重z消失。
谱函数计算显示，在对称性要求的波矢处，即使没有准粒子描述，单粒子谱函数仍存在交叉，对应拓扑节点。该节点周围的贝里通量是量子化的，实现了非费米液体形式的Weyl点。
本研究提出了关联驱动拓扑相的新设计原理：超越朗道序参量涨落类型的量子临界性能够催生拓扑半金属。与超导相变不同，拓扑半金属没有热相变和瞬时熵释放，预期本身即为非费米液体。这一发现为在多种量子临界材料中寻找新型拓扑相提供了路线图，有望带来新的拓扑签名和功能特性。
