We propose a multipole representation of the Fermi-Dirac function and the Fermi operator, and use this representation to develop algorithms for electronic structure analysis of metallic systems. The new algorithm is quite simple and efficient. Its computational cost scales logarithmically with $βΔ\eps$ where $β$ is the inverse temperature, and $Δ\eps$ is the width of the spectrum of the discretized Hamiltonian matrix.
Stability of metallic edges and Fermi-level pinning in transition-metal dichalcogenide nanoribbons
MoS $_2$的纳米带呈现出独特的电子结构，该电子结构由金属边缘限定的半导体块体组成;这同样适用于其他过渡金属二硫属化物（TMD）（Mo-、W-、S $_{2}$、Se $_{2}$）。我们进行第一性原理计算的TMD纳米带与重建之字形金属终止的边缘，包含硫族吸附原子。当硫族元素的化学势接近固体的能量时，所有的纳米棒都具有正的边能，而当化学势高时，所有的纳米棒都具有负的边能。用两个硫族元素吸附原子的重建预计是最稳定的一个。在所有纳米带中，在其边缘附近发现金属相，该金属相的费米能级低于2D材料的费米能级。
The Fermi surfaces of Metallic Alloys and the Oscillatory Magnetic Coupling between Magnetic Layers separated by such Alloy Spacers
本文综述了金属多层膜中跨合金间隔层的振荡磁耦合理论。通过对Cu $_{(1-x)}$ Ni $_x$、Cr $_{(1-x)}$ V $_x$和Cr $_{(1-x)}$ Mo $_x$合金的计算，阐明了振荡频率与间隔层费米面极值厚度矢量之间的关系.我们认为，这种振荡的频率的测量可以是一个非常有用的和便宜的探针的费米面的随机合金。
Dirac fermions in half-metallic ferromagnetic mixed Cr$_{1\textrm{-}x}$M$_x$PSe$_3$ monolayers
用密度泛函理论（DFT $+U$）和紧束缚方法（TBA）研究了CrPSe $_3$和混合CrPDMATHABMN M $_x$ PSe $_3$（M = Zn，Cd，Hg）单分子膜的电子和磁性.虽然原始的CrPSe $_3$单层具有反铁磁（AFM）基态，但其与MPSe $_3$的合金化可产生具有高居里温度的半金属铁磁体（HMF）。由此产生的单分子膜表现出单自旋狄拉克锥的主要Cr-$d$字符直接位于第一布里渊区的费米能量。计算的狄拉克费米子的费米速度表明，在混合的Cr $_{1\textrm{-}x}$ M $_x$ PSe $_3$单层非常高的流动性，这使得这种材料的低维自旋电子学应用的吸引力。
Arc-tunable Weyl Fermion metallic state in Mo$_x$W$_{1-x}$Te$_2$
Weyl半金属可能开创了凝聚态物理的新纪元，因为它们提供了Weyl费米子的第一个例子，实现了一种新的拓扑分类，即使系统是无隙的，表现出费米弧表面态，展示了手征反常和其他奇异的量子现象。到目前为止，唯一已知的外尔半金属是TaAs类材料。在这里，我们提出了一个可调Weyl金属态的存在下，在Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$通过我们的第一性原理计算。我们证明，2%的钼掺杂是足以稳定的外尔金属状态，不仅在低温下，而且在室温下。我们表明，在适度掺杂制度下，外尔节点之间的动量空间距离以及费米弧的长度可以通过改变Mo浓度从0连续调整到布里渊区尺寸的~ 3%，从而增加系统的拓扑强度。我们的研究结果为在层状化合物Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$中实现Weyl物理提供了一条实验上可行的途径，其中观察到了非饱和磁电阻和压力驱动的超导性。
K$_2$Cr$_8$O$_{16}$ predicted as a half-metallic ferromagnet: Scenario for a metal-insulator transition
基于第一性原理的电子结构计算，我们预测了铬氧化物KPDMATHABMM Cr $_8$ O $_{16}$是一种半金属铁磁体，其费米能级只穿过多数自旋带，而少数自旋带具有半导体带隙.我们表明，双交换机制是负责所观察到的饱和铁磁性。我们讨论了在低温下观察到的金属-绝缘体转变的可能情况，我们认为，由费米面嵌套引起的无自旋费米子的无公度，长波长密度波的形成可能是电荷间隙的开放的起源。
Prominent metallic surface conduction and the singular magnetic response of topological Dirac fermion in three-dimensional topological insulator Bi$_{1.5}$Sb$_{0.5}$Te$_{1.7}$Se$_{1.3}$
我们报道了三维拓扑绝缘体Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$中由于电荷输运从体沟道到表面沟道的转换而引起的电阻率温度依赖性的半导体到金属类交叉（$ρ$）。与早期的研究不同，由于占主导地位的表面传导，在交叉温度以下观察到$ρ$（$T$）的急剧下降。值得注意的是，导电表面通道的电阻率遵循一个很少观察到的$T^2$的依赖关系，在低温下的理论预测的二维费米液体系统。磁化强度的场依赖性显示出一个尖状的顺磁峰的磁化率（$χ$）在零场以上的抗磁背景。峰值被发现是强大的对温度和衰减的线性字段从其零场值。$χ$的这种独特行为与Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$的自旋-动量锁定拓扑表面态有关。表面态随时间的重构通过峰高随样品年龄的减小而清晰地反映出来。
A Single Pair of Weyl Fermions in Half-metallic EuCd2As2 Semimetal
具有单对Weyl点（WP）的理想Weyl半金属可以通过分裂单个狄拉克点（DP）来产生，通过磁序破缺时间反演对称性。然而，大多数已知的狄拉克半金属都具有一对沿着轴的DP，这是由晶体对称性保护的。在这里，我们证明了一对WP也可以从一对DP生成。使用第一性原理能带结构计算，我们表明，诱导铁磁性的AFM狄拉克半金属EuCd 2 As 2产生一对WP由于其半金属性质。低能量有效哈密顿量的分析表明，这种理想的Weyl半金属是在EuCd2As2中获得的，因为DP非常接近区域中心，铁磁交换分裂足够大，可以推动一对WP合并并在Gamma处湮灭，而另一对则幸存下来。此外，我们预测，与Ba在Eu位合金化可以稳定的铁磁配置，并产生一个单一的Weyl点对，而不施加磁场。
