Quantum transport of massless Dirac fermions in graphene
受最近的石墨烯输运实验的启发，我们对无序二维无质量狄拉克费米子的电导率进行了数值研究。我们的研究结果揭示了短程散射体和库仑随机散射体之间的明显差异。我们推测，这种行为是有关的玻尔兹曼输运理论预测的污垢极限行为的库仑散射。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall
Magnetohydrodynamics and electro-electron interaction of massless Dirac fermions
研究了无带隙碲化汞量子阱中无质量狄拉克费米子的磁输运性质。在具有窄通道的样品中，观察到具有洛伦兹分布的大的负磁阻，这被解释为由于电子-电子相互作用而导致的电子粘性的表现。通过实验与理论的比较，得到了电子-电子散射引起的狄拉克费米子的剪切应力弛豫时间。
2021-07-30 cond-mat.mes-hall
Spin field-effect transistors based on massless birefringent Dirac fermions in polar Dirac semimetals
Datta-Das型自旋场效应晶体管，使用半导体异质结构中的二维电子气作为沟道，在自旋电子学中起着关键作用。在这里，我们从理论上提出了一种基于极性狄拉克半金属中的无质量双折射狄拉克费米子的自旋场效应晶体管。自旋的操纵产生于强自旋轨道耦合、极空间群和狄拉克锥的存在。由于极性狄拉克半金属的无带隙能带结构，沟道电导的振荡除了受栅电压大小的影响外，还受栅电压符号的影响。这种自旋场效应晶体管为自旋电子器件的进一步设计提供了指导。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
A Gapless MoS$_2$ Allotrope Possessing Both Massless Dirac and Heavy Fermions
MoS $_2$是过渡金属二硫属化物（TMD）的一员，由于其优异的力学、热学、电学和光学性能，近年来成为发展最快的二维材料之一。与具有超高电子迁移率的无质量狄拉克费米子的石墨烯不同，单层MoS $_2$是直接带隙半导体。一个有趣的问题出现了：单层MoS $_2$是否也具有超高电子迁移率的无质量狄拉克费米子？在这里，使用第一性原理计算，我们表明，单层的MoS $_2$同素异形体，它由重复的正方形八角形环（缩写为so-MoS $_2$，以区别于正常的六方晶格，h-MoS $_2$）具有无质量狄拉克费米子和重费米子。与石墨烯的$p$ -轨道狄拉克费米子不同，so-MoS $_2$的狄拉克费米子是$d$ -电子并且具有与石墨烯的费米速度相当的费米速度。在so-MoS $_2$中发现的狄拉克锥结构极大地丰富了我们对TMD物理性质的理解，并为开发新型电子/自旋电子器件开辟了新的可能性。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac fermions on a space-time lattice with a topologically protected Dirac cone
如果狄拉克方程在空间和时间中离散化，那么保护无质量狄拉克费米子不受能隙开放影响的对称性可能变得无效，这要么是因为布里渊区中多个狄拉克锥之间的散射（费米子加倍），要么是因为区边界处的奇异性。在这里，我们介绍一个实现狄拉克费米子的时空晶格，消除这两个障碍。准能带结构具有与单个狄拉克锥的切向色散，在不破坏时间反演和手征对称性的情况下不能被带隙。我们发现，这种拓扑保护是不存在的熟悉的单锥离散与线性色散，作为一个事实的后果，有时间演化算子是不连续的布里渊区边界。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall
Graphene in a Strong Magnetic Field: Massless Dirac Particles vs. Skyrmions
讨论了球几何中无质量狄拉克费米子受垂直磁场作用的模型。这些模型是大量载流子的Halfman的球形结构的类似物。这里构造的单粒子态很容易实现在现有的数值代码中的多体问题在传统的量子霍尔系统。此外，在朗道能级指数最低的子空间中，充满子能级的多体态是关于层自旋的skyrmions。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall
Confining massless Dirac particles in two-dimensional curved space
狄拉克粒子是出了名的难以约束。基于量子格子玻尔兹曼方法实现了一个弯曲空间的狄拉克方程求解器，我们证明了在二维空间中的曲率可以限制一部分带电的、无质量的狄拉克费米子波包。这相当于狄拉克费米子被限制在一个弯曲的空间区域内的有限概率。我们提出了一个一般的幂律表达式的概率禁闭相对于平均空间曲率的研究几何形状。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall
Making Massless Dirac Fermions from Patterned Two-Dimensional Electron Gases
对一个普通的二维电子气（2DEG）在适当的六角对称周期性外势作用下的电子结构的分析表明，在超原胞布里渊区的角附近产生了无质量的狄拉克费米子.所需的潜在参数被认为是可以实现的实验室条件下或接近。此外，群速度可以通过改变二维电子气的有效质量或外部势的晶格参数来调节，并且对势的振幅不敏感。这一发现应该提供一种新的系统，而不是石墨烯，用于研究和利用半导体中使用2DEG的无质量狄拉克费米子。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall
Chern-Simons Theory of Fractional Quantum Hall Effect in (Pseudo) Massless Dirac Electrons
通过统计规范变换，我们从相互作用的二维（伪）狄拉克电子的微观哈密顿量导出了有效场论。量子化霍尔电导为$σ_{xy}=\frac{e^2}{h}(2k-1)$，其中$k$为任意整数。也有拓扑激发具有分数电荷和服从分数统计。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Current induced and interaction driven Dirac-point drag of massless quasi-relativistic fermions
研究了在干净极限下，当多体态具有有限动量密度时二维无质量狄拉克费米子的准粒子性质。伽利略不变性的缺乏使得有限动量密度下的多体态与静止时的多体态有质的不同。在有限的载流子密度下，我们证明了在动量空间中的赝自旋织构的电流诱导的扭曲的外观，可以被看作是狄拉克点的阻力，其起源完全在于电子-电子相互作用。我们讨论了这种效应在石墨烯中的潜在观察。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall
One dimensional massless Dirac bands in semiconductor superlattices
半导体超晶格可以显示在区域中心或区域边界处简并的色散。我们表明，它们是线性的波矢量在附近的交叉点。这建立了在半导体材料中实现无质量的狄拉克带。我们发现这些超晶格的本征态和相应的Wannier函数具有特殊的对称性。我们讨论了这种超晶格的性质与电子的面内运动的稳定性。作为一个独特的指纹，这种超晶格的子带间的磁吸收谱进行了讨论。
2014-02-13 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Transport Coefficients for Massless Dirac Electrons in Quantum Limit
本文利用基于Kubo-Stadereda公式和推广的Mott关系式的方法，对无质量Dirac电子的热电输运系数进行了解析计算。这封信的主要重点是能斯特系数在量子极限狄拉克点附近的性质。我们计算了能斯特系数的磁场和温度依赖性，并将我们的结果与最近在$α$ -（BEDT-TTF）$_{2}$ I $_{3}$有机导体中的实验进行了比较。我们认为，塞曼分裂是重要的理解在高磁场的实验数据。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall
Emergence of massless Dirac fermions in graphene's Hofstadter butterfly at switches of the quantum Hall phase connectivity
由六方晶体衬底上的石墨烯的莫尔超晶格诱导的磁性迷你带（霍夫斯塔德蝴蝶）的分形谱已知表现出带隙的狄拉克锥。我们发现，间隙可以通过稍微错位的基板，产生一个层次的锥形奇点（狄拉克点）的能带结构在合理的值Phi =（p/q）（h/e）的磁通量每个超晶胞。每个狄拉克点都表示量子霍尔相图连通分量中拓扑量子数的转换。模型计算揭示了尺度不变的电导率σ = 2qe^2 / pi h，以及在这些连通性开关处与无质量狄拉克费米子相关的克莱因隧穿。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Intervalley scattering of graphene massless Dirac fermions at 3-periodic grain boundaries
我们研究了低能量载流子如何从周期性和线性石墨烯晶界上散射，这些晶界沿着锯齿形方向取向，其周期性是原始石墨烯的三倍。这些缺陷将两个狄拉克点映射到同一位置，从而允许谷间散射发生。从石墨烯的第一近邻紧束缚模型开始，我们展示了如何计算石墨烯的无质量狄拉克费米子在这样的晶界上所看到的边界条件。我们举例说明这个过程的3周期五边形只有晶界，然后计算出低能电子散射这个线性缺陷。我们还计算了在晶界区域的狄拉克费米子看到的有效广义势。
2016-10-22 cond-mat.mes-hall
Theory of inplane magnetoresistance in two-dimensional massless Dirac fermion system
在无规相位近似下，研究了二维无质量Dirac费米子系统的面内磁电阻效应，包括塞曼分裂和电子-电子相互作用对朗道能级展宽的影响.随着温度的降低，我们发现一个特征的温度依赖性的面内磁阻表现出一个最小值，然后与平台的增强。理论与层状有机导体α-（BEDT-TTF）_2I_3在压力下的实验符合得很好。在此基础上讨论了石墨烯的面内磁电阻效应。
2010-11-22 cond-mat.mes-hall
Chiral symmetry and fermion doubling in the zero-mode Landau levels of massless Dirac fermions with disorder
本文研究了无序对无质量狄拉克费米子朗道能级的影响，包括有和没有费米子加倍的情形。为了调谐倍频，采用具有复传输积分的紧束缚模型来移动两个狄拉克锥的能量，这是早期理论上提出的并且在光晶格中的冷原子中是可实现的。在没有费米子加倍的情况下，$n=0$朗道能级被示出为表现出异常的尖锐度，即使无序在空间中是不相关的（即，大K-K'散射）。当无序遵守狄拉克锥的手征对称性时，就会出现这种反常现象。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Trapping massless Dirac particles in a rotating saddle
研究了旋转鞍形势场中的粒子运动。众所周知，这种旋转势可以通过旋转坐标系中的势、离心力和科里奥利力的组合来产生具有抛物线色散定律的粒子的有界运动。当应用于无质量的狄拉克粒子时，例如石墨烯中的电子，这样的势被证明会导致本征态在某些能量下在空间上位于鞍形中心附近。虽然在这些能量下也存在其他状态，但它们在振子基中具有不重叠的支持，这往往会在存在缺陷时给予局域态相当长的寿命。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall
Experimental Observation of Two Massless Dirac-Fermion Gases in Graphene-Topological Insulator Heterostructure
石墨烯和拓扑绝缘体（TI）具有不同物理性质的二维狄拉克费米子。将这两种狄拉克材料集成在一个设备中，为探索相互作用的无质量狄拉克费米子的新物理学创造了有趣的机会。在这里，我们报告了一个实际的路线，实验制造的石墨烯Sb 2 Te 3异质结构。石墨烯-TI异质结构通过使用化学气相沉积生长的石墨烯膜的干法转移来制备。ARPES测量证实了石墨烯的Sb 2 Te 3和Dirac π带的拓扑表面态的共存，并确定了石墨烯-TI异质结构中的扭曲角。结果表明，一个潜在的可调电子平台，其中两个不同的狄拉克低能态主导的输运行为。
2015-11-08 cond-mat.mes-hall
Graphene-like massless Dirac fermions in Harper systems
结果表明，由哈珀方程描述的系统表现出狄拉克点在中心的频谱时，场参数是一个分数的偶数分母。狄拉克点是由两个子带的接触形成的，并且围绕这样的点的物理仅由相对场来表征，就好像后者在参考值处为零。这种行为与Hofstadter提出的嵌套性质是一致的，其实验验证将支持Hofstadter提出的嵌套性质假说，并支持晶体电子在均匀外磁场中运动时的Peierls-Onsager公式
2007-08-23 cond-mat.mes-hall
The tunneling density-of-states of interacting massless Dirac fermions
本文用无质量狄拉克带哈密顿量计算了无无序二维相互作用电子系统的隧道态密度。DOS表现出两个主要特征：i）在大能量下线性生长，其斜率被准粒子速度增强抑制，以及ii）等离子体峰的丰富结构，其出现在n掺杂样品中的负偏置电压和p掺杂样品中的正偏置电压。我们预测，在狄拉克点的DOS是非零的，即使在没有无序，因为电子-电子相互作用，然后它是精确的费米能量成正比。因此，在石墨烯片和拓扑绝缘体表面的狄拉克点处观察到的有限背景DOS可以是相互作用效应而不是无序效应。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Regularization of a massless Dirac model to describe anomalous electromagnetic response of Weyl semimetals
具有两个非简并Dirac锥的无界无质量Dirac模型是Weyl半金属的最简单模型，它显示了手征磁效应（CME）和反常霍尔效应（AHE）的反常电磁响应.然而，如果该模型被天真地用于分析线性响应理论中的电磁响应，它给出的结果显然与基于格子模型的有说服力的预测不一致。我们表明，这一严重的困难是有关的狄拉克模型中的电流守恒由于量子异常的打破，可以删除，如果电流和电荷算子重新定义，包括异常的贡献。我们证明，CME以及AHE可以适当地描述使用新定义的运营商，并澄清CME是由异常和低能电子的贡献之间的竞争。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall
Effective model for massless Dirac electrons on a surface of weak topological insulators
在典型的情况下，三维（3D）弱拓扑绝缘体（WTI）的无间隙表面态仅出现在侧面，使顶面和底面有间隙。为了描述无质量的狄拉克电子在WTI的这样的侧表面上出射，通常采用由一系列一维螺旋通道组成的二维（2D）模型。然而，这样一个模型从一个3D体哈密顿的明确推导一直缺乏。在这里，我们明确地推导出一个有效的二维模型的WTI表面态从威尔逊-狄拉克哈密顿量的散装WTI和建立一个坚实的基础，迄今为止假设的二维模型。我们表明，由此产生的2D模型准确地再现了由3D模型确定的表面狄拉克电子的激发光谱。我们还表明，2D模型是适用于一个侧面原子的步骤。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Generalized virial theorem for massless electrons in graphene and other Dirac materials
在紧束缚模型的框架下，导出了晶体中相互作用电子系统的维里定理。我们表明，在特定的情况下，相互作用的无质量的电子在石墨烯和其他狄拉克材料，传统的维里定理被违反。从紧束缚模型出发，导出了Dirac电子系统的广义维里定理，其中包含了一个附加项，该项与能带底部的动量截止有关.此外，我们推导出广义维里定理的狄拉克模型中使用的变分能量的最小化。所得到的定理说明了多体计算的基态能量的电子气在石墨烯进行Hartree-Fock和自洽随机相位近似。在石墨烯的情况下，该定理的实验验证进行了讨论。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance and Landau parameters of massless Dirac fermions in graphene
我们提出了广泛的数值计算结果的热力学状态密度（即量子电容）的二维无质量狄拉克费米子流体在掺杂的石墨烯片。特别是，通过采用无规相位近似，我们量化的金属栅极附近的石墨烯片施加屏蔽的影响。最后，我们计算的自旋和圆对称朗道参数，这可以从实验上提取的量子电容和准粒子速度的相同设置上的独立测量。
2014-07-27 cond-mat.mes-hall
Scattering of massless Dirac fermions in circular p-n junctions with and without magnetic field
在没有磁场的情况下，石墨烯中的圆形pn结内的散射波函数表现出具有位于焦散线周围的高强度最大值的干涉图案。我们研究了在圆形区域外存在均匀磁场的情况下的波函数，以显示由于外部磁场对无质量狄拉克费米子的强烈反射，在圆形区域外形成朗道能级结构，在圆形pn结内形成中心高强度区，从而使高强度区的轨迹发生变化。最后，我们提出了实验方法来检测这种变化的模式，由于磁场的影响。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Self-similar occurrence of massless Dirac particles in graphene under magnetic field
晶格结构的周期性和回旋运动的周期性之间的复杂相互作用产生了一个众所周知的能量本征值的自相似分形结构，称为霍夫施塔特蝴蝶，对于在磁场下在晶格中运动的电子。从$n=0$朗道能级演化而来，霍夫斯塔德蝴蝶的中心带特别有趣，因为它可能是解开石墨烯中观察到的分数量子霍尔效应之谜的关键。虽然整个霍夫施塔特蝴蝶在原则上可以通过数值求解哈珀方程获得，但弱场极限，最相关的实验，是棘手的，因为事实上，需要对角化的哈密顿矩阵的大小，发散。在本文中，我们开发了一个有效的哈密顿方法，可以用来提供一个准确的分析描述的中心霍夫斯塔德带在弱场制度。在这项工作中获得的最重要的发现之一是，无质量狄拉克粒子总是存在于中心Hofstadter带内，无论磁通量可能变得多么小。换句话说，由于晶格效应使其带宽变宽，$n=0$朗道能级在其内部包含无质量的狄拉克粒子。事实上，通过仔细分析中心Hofstadter带的自相似递归模式，我们得出结论，无质量狄拉克粒子应该出现在任意磁场下。作为一个推论，中央霍夫施塔特带也包含一个递归朗道能级的自相似结构与这种无质量的狄拉克粒子。为了评估在中心霍夫施塔特带内观测无质量狄拉克粒子的实验可行性，我们计算了中心霍夫施塔特带的宽度作为弱场区磁场的函数。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall
Massive and massless Dirac fermions in Pb1-xSnxTe topological crystalline insulator probed by magneto-optical absorption
凝聚态物理中的狄拉克费米子在新的基础物理、量子器件和数据存储应用中有着巨大的前景。最近，在反转的状态下，IV-VI族半导体显示出无质量的拓扑表面狄拉克费米子被晶体对称性保护，以及大量的狄拉克费米子。在强磁场（B）下，表面态和体态都被量子化为朗道能级，其色散为B^1/2，因此很难区分。本文利用磁光吸收技术研究了高迁移率Bi掺杂Pb_（0.54）Sn_（0.46）Te拓扑晶体绝缘体（111）取向薄膜的朗道能级。在这些薄膜结构中实现的高迁移率使我们能够探测和区分表面和体狄拉克费米子的朗道能级，并提取有关其物理性质的有价值的定量信息。这项工作铺平了道路，为未来的磁光和电子输运实验，旨在操纵这些材料的能带拓扑结构。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall
Direct observation of quantum confinement of massless Dirac fermions in a topological insulator
自从发现拓扑绝缘体（TI）1，2以来，其手性表面态的特殊性质已在体材料和具有开放边界的薄膜材料中得到实验证明3，4。TI表面上的闭合边界可能会引起更有趣的现象，例如无质量狄拉克费米子（DF）的量子限制，这类似于金属表面上大质量自由电子的量子围栏（QC）5 -10。迄今为止，由于无质量费米子的不寻常的发射功率，实现真正的狄拉克QC仍然是一个非常严峻的挑战。通过在Bi 2 Te 3表面上异质外延生长具有适当覆盖率的Bi双层，在这里，我们展示了真正的狄拉克QC的实现。具体而言，壮观的地图的量子干涉在等边三角形的量子相干体包围Bi双层直接可视化通过使用低温扫描隧道显微镜。目前的成功归因于一个完美的方向匹配之间的QC边界和静止相散射的无质量的DF。此外，还系统地测量和分析了受约束的DF的准粒子寿命。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall
Linear magnetoresistance of two-dimensional massless Dirac fermions in the quantum limit
Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；China Three Gorges University（三峡大学）
本研究通过自洽Born近似推导了二维无质量狄拉克费米子在量子极限下的磁电阻解析表达式，揭示了电阻率与磁场的线性关系，并与实验结果一致。
2026-01-03 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac-like fermions under external fields: a nonminimal coupling approach
利用非最小耦合研究了准相对论性无质量费米子在磁场或电场中的奇异性质。在这种方法中，自旋轨道耦合（SOC）的影响是正确的准粒子的能谱中产生的。通过引入磁场$B$，我们证明了朗道能级（LL）的自旋分裂服从$\sqrt{B}$与SOC的线性关系，这是典型的相对论粒子。此外，我们计算的谱的LLS类似的三维（3D）无质量凯恩费米子的行为。使用一个非最小耦合与外部电场，我们证明了一个Rashba类SOC自然出现在相对论方程，并适用于二维（2D）无质量狄拉克费米子的情况下。仍然考虑我们提出的方法，霍尔电导率也计算了二维情况下的横向电场在零温度和有限温度下的一般化学势。当电场打开的间隙的绝对值大于所考虑的化学势时，结果具有低温下霍尔电导率的典型量子化。
2016-12-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect of Massless Dirac Fermions in a Vanishing Magnetic Field
数值研究了强长程无序对石墨烯霍尔电导率$σ_{xy}$量子化的影响。结果表明，增加朗道级混合逐步破坏$σ_{xy}$中的所有平台，除了在$σ_{xy}=\mp e^2/2h$的平台（每谷和每自旋）。电荷中性狄拉克点的临界态对强无序具有鲁棒性，属于整数量子霍尔效应中常规平台跃迁的普适类。我们提出，石墨烯中的波纹打破时间反演对称性可以在消失的磁场中实现这个量子临界点。
2008-05-12 cond-mat.mes-hall
Wiedemann-Franz law for massless Dirac fermions with implications for graphene
在Crossno等人的2016年实验中[Science 351，1058（2016）]，发现电子对石墨烯热导率的贡献违反了众所周知的金属Wiedemann-Franz（WF）定律。在液氮温度下，电荷中性样品的热导率比WF定律预测的高10倍以上，这归因于粒子之间的相互作用导致流体力学描述的集体行为。在这里，我们表明，通过适应手册推导的WF法律的情况下，无质量狄拉克费米子，显着增强的热导率也应该出现在几个-甚至亚开尔文温度，在那里的相互作用的作用可以忽略不计。还提供了弹道石墨烯中矩形和盘形（Corbino）器件的Landauer-Büttiker形式主义内获得的数值结果的比较。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
Topological Insulator-Based van der Waals Heterostructures for Effective Control of Massless and Massive Dirac Fermions
三维（3D）拓扑绝缘体（TI）是一类重要的材料，在电子学、自旋电子学和量子计算中具有应用。随着最近真正的体绝缘3D TI的发展，已经有可能在电输运测量中实现表面主导的现象，例如拓扑表面态（TSS）中无质量狄拉克费米子的量子霍尔（QH）效应。然而，为了实现更先进的设备和现象，需要一种平台来以干净的方式调谐TSS或修改它们，例如通过与磁绝缘体接近来使它们间隙化。在这里，我们介绍了范德华（vdW）异质结构的形式拓扑绝缘体/绝缘体/石墨有效地控制化学势的TSS。利用两种类型的栅介质，正常绝缘体六方氮化硼（hBN）和铁磁绝缘体Cr2 Ge 2 Te 6（CGT）来调节四元TI BiSbTeSe 2中TSS的电荷密度。hBN/石墨门控在QH制度表明，通过抑制无质量狄拉克费米子的磁导率，TSS的量子化得到了改善。CGT/石墨门控质量狄拉克费米子在QH制度产生半量子化霍尔电导步骤和狄拉克间隙的措施。我们的工作显示了vdW平台在创建先进的高质量TI器件方面的前景。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall
Intense-pulse dynamics of massless Dirac electrons
我们确定和描述如何强烈的短光脉冲耦合到无质量狄拉克费米子在二维系统。由于能带结构的线性色散和光耦合仅在狄拉克点附近有效的事实，随后的激发动力学表现出与光的波长的不寻常的缩放。我们利用这些功能，以简单的脉冲形状实现超过70%的谷偏振。给出了原始石墨烯的定量结果。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-dependent massless Dirac fermions in graphene
使用Lewis-Riesenfeld方法的不变量，我们构造明确的解析解的无质量狄拉克方程在2+1维描述准粒子在石墨烯。所考虑的系统的哈密顿量包含一些明确的时间依赖性，除了一个从最低限度地耦合到一个随时间变化的磁场。两个旋量分量的Lewis-Riesenfeld不变量的本征值方程被发现解耦成一对超对称不变量，以类似的方式作为已知的解耦的时间无关的狄拉克哈密顿量。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Ordered States in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems
研究了磁场作用下多层无质量Dirac费米子系统的自旋有序态，其中层内相互作用是铁磁的，而层间相互作用是反铁磁的，这是由于层间跳跃和在位库仑排斥作用引起的.在平均场论的框架下研究了可能的自旋有序态，并将其应用于α-（BEDT-TTF）2 I3，这是一个多层无质量的Dirac费米子系统.在弱层间耦合制度的系统表现出铁磁自旋有序态的有效塞曼g因子小于2对比观察到的单层石墨烯。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective modes of the massless Dirac plasma
我们开发了一个理论的长波长等离子体振荡的收集的带电的无质量狄拉克粒子在固体中，例如发生在掺杂的石墨烯层，通过远程库仑相互作用。我们发现在这样一个掺杂的无质量狄拉克等离子体中的长波长等离子体激元频率是明确的非经典在所有的维度与等离子体频率成正比的\hbar^{-1/2}。我们还表明，长波长的等离子体频率的D维超晶格从这样的等离子体不同意相应的（D + 1）维体等离子体频率。我们比较和对比，这种狄拉克等离子体与金属和杂质半导体，表现出通常的经典的长波长等离子体振荡研究的定期palsmons。
2009-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetic susceptibility of type-I, II, and III massless Dirac fermions in two dimensions
本文研究了二维倾斜无质量Dirac费米子的轨道磁化率，发现在连续模型中II型和III型磁化率为零，而在晶格模型中I型表现为发散的抗磁性，II型为非发散顺磁性，III型为弱抗磁性。
2024-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Dirac Fermions Trapping in a Quasi-one-dimensional npn Junction of a Continuous Graphene Monolayer
石墨烯中的无质量狄拉克费米子为实现克莱因悖论提供了前所未有的机会，克莱因悖论是相对论粒子最奇异和最引人注目的性质之一。在开创性的理论工作[Katsnelson等人，Nat.Phys.2620（2006）]中，预测了无质量的狄拉克费米子可以在垂直入射下无阻碍地穿过一维（1D）势垒。这样的结果似乎排除了通过使用1D势垒在石墨烯中限制无质量的狄拉克费米子。在这里，我们证明，实验和理论上，无质量狄拉克费米子可以被困在准一维npn结的连续石墨烯单层。由于无质量狄拉克费米子在n-p结边界处的高度各向异性传输（石墨烯中所谓的克莱因隧穿），以大斜角入射的电荷载流子将以高概率从结的一个边缘反射，并继续从相对边缘反弹。因此，这些电子在有限的时间内被捕获，在准一维npn结中形成准束缚态。被视为明显的共振的准束缚态被探测，并且从这些状态产生的量子干涉图案在我们的扫描隧道显微镜测量中直接可视化。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Variational Approach for the Effects of Periodic Modulations on the Spectrum of Massless Dirac Fermion
在变分的框架下，研究了石墨烯中无质量狄拉克费米子在以恒定均匀静磁场为中心的一维振荡磁场和静电场作用下的电子能谱.我们分析了在一个方向上的横向周期调制的影响，这些振荡的电场和磁场，狄拉克像朗道水平取决于振幅和周期的字段调制。我们比较我们的理论结果与非简并微扰理论的框架内发现。我们发现，这种方法得到的能量比微扰计算得到的能量要低，从而给出了在附加周期势的影响下，无质量Dirac费米子在垂直于石墨烯层的磁场作用下的电子能谱的更稳定的解.
2010-04-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Semi-massless fermions tunneling through a gate barrier in graphene
在强烈变形的石墨烯的情况下，在临界变形时，无间隙石墨烯可以转变为有间隙石墨烯。我们发现，像半无质量的费米子一样，变形石墨烯中的电子在临界点处模仿无质量费米子在一个方向上的分散，而大质量费米子在另一个方向上的分散。我们预测的色散公式是以前预测的公式的推广。粒子状半无质量费米子隧穿栅势垒的行为与原始石墨烯中（纯）无质量费米子隧穿栅势垒的行为进行了对比。这是由于在临界变形时，无质量和有质量颗粒弥散的组合效应。
2010-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Dirac fermions in III-V semiconductor quantum wells
我们报道了在基于III-V族半导体的二维系统中存在无质量狄拉克费米子的明确证据。利用在InAs/GaSb/InAs三层量子阱上制作的门控霍尔条，我们通过磁输运恢复了朗道能级的扇形图，并明确地证明了样品中的无带隙态.在不同电子浓度下的回旋共振测量直接表明在布里渊区的$Γ$点处存在线性带交叉。通过对实验数据的分析，我们不仅可以确定无质量狄拉克费米子的速度$v_F=1.8\cdot10^5$ m/s，而且还可以证明在高能时存在显著的非线性色散.
2019-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermodynamics of Coulomb interacting massless Dirac fermions in two spatial dimensions
本文讨论了二维空间中$N$无质量狄拉克费米子与1/r库仑相互作用时的比热相对于无相互作用的狄拉克费米子在热力学上受到抑制。对数的（无量纲）系数在大的$N$展开式中以最高阶解析计算，但在$e^2N$中以所有阶解析计算，这是一个考虑有限温度屏蔽的程序。这种效应的实验观察预计将发生在嵌入电介质中的单层石墨烯中。其依赖于介电常数的解析计算。
2007-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport of Massless Dirac Fermions in Non-topological Type Edge States
固体中有两种本征表面态。第一种是在拓扑绝缘体表面形成的。最近，无质量狄拉克费米子在“拓扑”态带中的输运已经被证明。第二种状态很久以前就被塔姆和肖克利预言了。它们没有拓扑背景，因此强烈依赖于表面的属性。通过直接输运实验研究了Tamm-Shockley边缘态的电导率问题。Aharonov-Bohm磁振荡的电阻被发现在石墨烯样品，包含一个单一的纳米孔。这种效应可以用无质量狄拉克费米子在边缘态绕纳米孔循环的电导率来解释。结果表明，在二维无质量狄拉克费米子系统中，拓扑和非拓扑边态之间存在着深刻的联系。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological characterization of Landau levels for $2$D massless Dirac fermions in $3$D layered systems
鉴于凝聚态物质的拓扑相的广泛和深入研究的拓扑关注。在这个领域中，具有拓扑序的相不能仅仅用对称性来表征。此外，相关的相变确实在没有自发对称性破缺的情况下发生，超出了朗道理论的范围。第一次实现这样的阶段是整数量子霍尔效应（QHE）的发现，这是随后不久的拓扑解释。后来，从石墨烯中也发现了一个独特的半整数QHE，它几乎具有由$SU(2)$对称性描述的自旋简并性。先前的理论预测在这一发现中得以实现。人们已经很好地理解，这种半整数QHE的异常起源于相对于原始狄拉克点（DP）在零能量附近存在$2$ D无质量狄拉克费米子。其特征在于存在一个拓扑鲁棒的零模LL，它是垂直磁场的常数函数。更深入地说，这种零模LL受到局部手征对称性（CS）的保护，只要抑制双DP之间的谷间散射，就可以防止CS保持扰动，其中CS来自无自旋石墨烯中的全局子晶格对称性。由于无质量狄拉克粒子广泛存在于各种对称性的凝聚态物质中，更不用说狄拉克玻色子系统了，因此我们很有兴趣看看在其他具有$2$ D无质量狄拉克费米子的系统中情况如何。本文从拓扑学的角度讨论了在$3$ D分层系统中存在$2$ D无质量Dirac费米子的几个问题，特别是零模LL，因为它表示$2$ D无质量Dirac费米子.
2019-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of Interlayer Spin-Flip Tunneling for Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems
本文研究了α-（BEDT-TTF）_2I_3中层间自旋翻转隧穿对磁场作用下层间磁电阻的影响。与层间库仑相互作用相关的自旋翻转关联的平均场使层间自旋翻转隧穿成为可能。在非垂直层间自旋翻转隧穿的假设下，利用Kubo公式计算了层间磁电阻。层间磁电阻由正向负转变的交叉磁场被塞曼能量移动，与实验符合得很好。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nearly massless Dirac fermions hosted by Sb square net in BaMnSb2
层状化合物AMnBi 2（A=Ca、Sr、Ba或稀土元素）已被确定为狄拉克材料。在这些材料中由二维（2D）Bi正方形网产生的狄拉克电子通常是大量的，这是由于在狄拉克节点处存在自旋轨道耦合（SOC）诱导的能隙。在这里，我们报告的Sb方网在同构化合物BaMnSb 2可以主机几乎无质量的狄拉克费米子。我们在这种材料中观察到强烈的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。通过对SdH振荡的分析，我们发现了狄拉克费米子的关键特征，包括轻的有效质量（~0.052m0; m0，自由电子的质量），高的量子迁移率（1280 cm ~ 2 V ~（-1）S ~（-1））和沿回旋轨道积累的Pi Berry相。与AMnBi 2相比，BaMnSb 2具有更显著的准二维电子结构，在120 K以下表现为非金属导电，面外电阻率与面内电阻率之比约为670.此外，BaMnSb 2也表现出反铁磁有序与弱铁磁成分。准二维平面上几乎无质量的狄拉克费米子与磁序的结合使BaMnSb 2成为寻找无质量狄拉克电子的新奇奇异现象的有趣平台。
2016-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Dirac cones in graphene: experiments and theory
单层石墨烯中间隙的打开通常归因于两个碳亚晶格之间的等效性的破坏。我们通过角度分辨光电子能谱表明，在Ir（111）表面上生长的Ir和Na改性的石墨烯呈现出非常大的非常规间隙，其可以用现象学的“无质量”狄拉克模型来描述。我们讨论了这个模型的后果和标准的大质量的差距模型的比较，我们调查的条件下，这种反常的间隙可以产生一个自发对称性破缺。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial Confinement, Magnetic Localization and Their Interactions on Massless Dirac Fermions
研究人员对了解将无质量狄拉克费米子限制在石墨烯中的不同方法非常感兴趣，这也是制造基于石墨烯的电子设备的核心问题。在这里，我们研究了空间限制，磁局域化和无质量狄拉克费米子的相互作用，在一个有角度的石墨烯楔形形成的两个线性石墨烯p-n边界与角度34。使用扫描隧道显微镜，我们可视化的准束缚态暂时限制在所研究的石墨烯楔。大的垂直磁场将石墨烯楔中的无质量狄拉克费米子压缩到朗道能级（LL）。楔形的空间限制影响了朗道量子化，这使我们能够实验测量的空间范围的波函数的LL。磁场会使石墨烯中的无质量狄拉克费米子发生π Berry相跃迁，从而导致准基态能量的突然大幅增加。这种行为是石墨烯中克莱因隧穿的标志。我们的实验表明，斜楔是一个独特的系统，其临界磁场的π Berry相位跳变取决于距离的楔形顶点。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite-difference method for transport of two-dimensional massless Dirac fermions in a ribbon geometry
本文提出了一种计算无序系统中非相互作用二维无质量狄拉克费米子的Landauer电导的数值方法。该方法允许在带边缘处引入边界条件并考虑外部磁场。通过构造，所提出的离散方案避免了费米子加倍问题。该方法不依赖于原子的基础上，是特别有用的处理长程无序，其相关长度大大超过了底层材料的晶格间距。作为应用，我们研究了具有锯齿形边缘的单层石墨烯片受到长程无序的情况，这可以用单锥Dirac方程来模拟。
2012-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoemission spectra of massless Dirac fermions on the verge of exciton condensation
角分辨光电子能谱（ARPES）是研究二维层状材料中电子关联的有力工具。在这封信中，我们证明，ARPES可以用来探测激子凝聚在空间上分离的系统中的电子和空穴的门控技术在双层石墨烯或拓扑绝缘体薄膜。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interactions of massless Dirac fermions in graphene; pair-distribution functions and exchange-driven spin-polarized phases
石墨烯中的准二维电子在两个费米点附近的低能区表现为无质量的费米子，服从Dirac-Weyl方程。研究了石墨烯中自旋极化相的稳定性。的交换能量从分析的对分布函数进行评估，并通过一个非常相似的四分量的2D电子流体，这是以前已经调查的相关能量估计。SPP出现足够高的掺杂，当单独的交换能被认为是。然而，发现包含相关性以{ \it抑制}理想石墨烯中的自旋-相变。
2006-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coexisting Massive and Massless Dirac Fermions in Moire'-Reconstructed Bilayer Graphene
Indian Institute of Science（印度科学学院）；National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构）
研究揭示了双层石墨烯在莫尔重构带中出现无质量狄拉克费米子的现象，通过磁输运测量发现莫尔诱导的二次带中存在无质量准粒子，展示了莫尔工程调控带拓扑结构的潜力。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-infrared spectroscopy of Landau levels and Zeeman splitting of three-dimensional massless Dirac Fermions in ZrTe$_5$
我们提出了一个新确定的三维（3D）狄拉克半金属ZrTe $_5$的磁红外光谱研究。我们观察到明显的朗道能级之间的跃迁和它们在磁场下的进一步分裂。跃迁序列和它们的场依赖性都定量地遵循3D \emph{massless}狄拉克费米子的预期关系。测量还揭示了将化合物驱动到其量子极限所需的异常低的磁场，表明ZrTe $_5$是一个非常干净的系统和研究3D狄拉克费米子的理想平台。朗道能级的分裂提供了一个直接的和体光谱的证据，一个相对较弱的磁场可以产生一个相当大的塞曼效应的三维狄拉克费米子，这提升了自旋简并朗道能级。我们的分析表明，该化合物演变从狄拉克半金属到拓扑线节点半金属电流磁场配置。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
