ในทางฟิสิกส์กรวย Diracเป็นลักษณะที่เกิดขึ้นในโครงสร้างแถบอิเล็กตรอน บางอย่าง ที่อธิบายคุณสมบัติการขนส่งอิเล็กตรอนที่ผิดปกติของวัสดุ เช่นกราฟีนและฉนวนเชิงทอพอโลยี [ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ] ใน}วัสดุเหล่านี้ ที่พลังงานใกล้ระดับ Fermi แถบวา เลนซ์และแถบนำไฟฟ้าจะมีรูปร่างเป็นครึ่งบนและครึ่งล่างของพื้นผิวรูปกรวยโดยมาบรรจบกันที่จุดที่เรียกว่าจุด Dirac

ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่กราฟีนฉนวนทอพอโลยีฟิล์มบางบิสมัทแอนติโมนี และวัสดุนาโนชนิดใหม่บางชนิด^{[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]}ซึ่งพลังงานอิเล็กตรอนและโมเมนตัมมีความสัมพันธ์การกระจาย เชิงเส้น โดยที่โครงสร้างแถบอิเล็กตรอนใกล้ระดับเฟอร์มิจะมีรูปร่างเป็นพื้นผิวรูปกรวยด้านบนสำหรับอิเล็กตรอนและพื้นผิวรูปกรวยด้านล่างสำหรับโฮล พื้นผิวรูปกรวยทั้งสองสัมผัสกันและก่อตัวเป็นเซมิเมทัลที่มีช่องว่างแถบเป็นศูนย์

ชื่อของกรวย Dirac มาจากสมการ Diracที่สามารถอธิบายอนุภาคสัมพัทธภาพในกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเสนอโดยPaul Diracกรวย Dirac แบบไอโซโทรปิกในกราฟีนได้รับการทำนายครั้งแรกโดยPR Wallaceในปี 1947 ^{[ 6 ]}และได้รับการสังเกตในเชิงทดลองโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบลAndre Geimและ Konstantin Novoselov ในปี 2005 ^{[ 7 ]}

ในกลศาสตร์ควอนตัม กรวย Dirac เป็น จุดตัดชนิดหนึ่ง ที่อิเล็กตรอนหลีก เลี่ยง^{[ 8 ]}ซึ่งพลังงานของแถบวาเลนซ์และแถบนำไฟฟ้าไม่เท่ากันที่ใดในปริภูมิkของแลต ติซสองมิติ ยกเว้นที่จุด Dirac มิติศูนย์ ผลจากกรวยเหล่านี้ การนำไฟฟ้าสามารถอธิบายได้ด้วยการเคลื่อนที่ของตัวนำประจุซึ่งเป็นเฟอร์ มิออนไร้มวล ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ได้รับการจัดการทางทฤษฎีโดยสมการ Dirac สัม พัทธภาพ ^{[ 9 ]} เฟอร์มิออ นไร้มวลนำไปสู่ปรากฏการณ์ควอนตัมฮอลล์ ต่างๆ ปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าในวัสดุเชิงทอพอโล ยีและความคล่องตัวของตัวนำ ที่สูงมาก ^{[ 10 ] [ 11 ]}กรวย Dirac ถูกสังเกตพบในปี 2008-2009 โดยใช้สเปกโทรสโกปีการปล่อยโฟตอนแบบแยกมุม (ARPES) บนสารประกอบแทรกโพแทสเซียม-กราไฟต์ KC8 ^[]และบนโลหะผสมบิสมัทหลาย^{ชนิด[ 13 ] [ 14 ] [ 11 ]}

กรวย Dirac เป็นวัตถุสามมิติ ซึ่งเป็นคุณสมบัติของวัสดุสองมิติหรือสถานะพื้นผิวโดยอาศัยความสัมพันธ์การกระจาย เชิงเส้น ระหว่างพลังงานและส่วนประกอบสองส่วนของโมเมนตัมผลึกk และk อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้สามารถขยายไปสู่สามมิติได้ โดยที่เซมิเมทัล Diracถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์การกระจายเชิงเส้นระหว่างพลังงานและk , k และk ใน ปริภูมิ k สิ่ง นี้จะปรากฏเป็นไฮเปอร์โคนซึ่งมีแถบเสื่อมสภาพสองเท่าซึ่งมาบรรจบกันที่จุด Dirac ^{[ 11 ]}เซมิเมทัล Dirac มีทั้งสมมาตรการย้อนกลับเวลาและสมมาตรการผกผันเชิงพื้นที่ เมื่อสมมาตรใดสมมาตรหนึ่งถูกทำลาย จุด Dirac จะถูกแยกออกเป็นจุด Weyl สองจุด และวัสดุจะกลายเป็นเซมิเมทัล Weyl ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] ในปี 2557 ได้มีการสังเกตโครงสร้างแถบเซมิเมทัล Dirac โดยตรงโดยใช้ ARPES บนเซมิเมทั ล} Dirac แคดเมียมอาร์เซไนด์^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

จุด Dirac ได้รับการตระหนักรู้ในหลายสาขาฟิสิกส์ เช่นพลาสมอนิกส์โฟโนนิกส์หรือนาโนโฟโตนิกส์ (ไมโครแควิที^{[ 29 ]}ผลึกโฟโตนิกส์^{[ 30 ]} )

• เรื่องของดิแรก

• Wehling, TO; Black-Schaffer, AM; Balatsky, AV (2014). "วัสดุ Dirac". Advances in Physics . 63 (1): 1. arXiv : 1405.5774 . Bibcode : 2014AdPhy..63....1W . doi : 10.1080/00018732.2014.927109 . S2CID 118557449 . 

• จอห์นสตัน, ฮามิช (23 กรกฎาคม 2015). "ในที่สุดก็พบอนุภาคเวล์เฟอร์มิออนแล้ว" . ฟิสิกส์โลก. สืบค้นเมื่อ22 พฤศจิกายน 2018 .

• Ciudad, David (20 สิงหาคม 2015). "ไร้มวล แต่มีอยู่จริง" Nature Materials . 14 (9): 863. doi : 10.1038/nmat4411 . ISSN 1476-1122 . PMID 26288972 .  

• Vishwanath, Ashvin (8 กันยายน 2015). "Where the Weyl things are" . Physics . 8 : 84. Bibcode : 2015PhyOJ...8...84V . doi : 10.1103/Physics.8.84 . สืบค้นเมื่อ22 พฤศจิกายน 2018 .

• Jia, Shuang; Xu, Su-Yang; Hasan, M. Zahid (25 ตุลาคม 2016). "Weyl semimetals, Fermi arcs, and chiral anomaly" . Nature Materials . 15 (11): 1140– 1144. arXiv : 1612.00416 . Bibcode : 2016NatMa..15.1140J . doi : 10.1038/nmat4787 . PMID 27777402 . S2CID 1115349 .  

• Hasan, MZ; Xu, S.-Y.; Neupane, M. (2015). "บทที่ 4: ฉนวนเชิงทอพอโลยี, เซมิเมทัลดิแรกเชิงทอพอโลยี, ฉนวนผลึกเชิงทอพอโลยี และฉนวนคอนโดเชิงทอพอโลยี". ใน Ortmann, Frank; Roche, Stephan; Valenzuela, Sergio O. (บรรณาธิการ). ฉนวนเชิงทอพอโลยี: พื้นฐานและมุมมอง . Wiley. หน้า55–100 . arXiv : 1406.1040 . Bibcode : 2014arXiv1406.1040Z . ISBN  978-3-527-33702-6.