Friedel oscillations at the Dirac-cone-merging point in anisotropic graphene
研究了各向异性石墨烯中局域杂质引起的Friedel振荡。重点讨论了两个不等价的Dirac点合并时的极限。我们发现，在这个极限的弗里德尔振荡表现出非常奇特的功能，如一个强大的不对称性和一个非典型的反平方根衰减。我们的计算使用T-矩阵近似和紧束缚精确对角化技术。它们使我们能够获得作为能量和位置的函数的局部态密度的数值，以及在连续极限的Friedel振荡的分析形式。这两种技术产生的结果非常一致，证实了这种方法来解决这个问题的准确性。
2012-10-18 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
Signatures of merging Dirac points in optics and transport
我们考虑的光学和输运性质在一个模型的二维哈密顿描述合并的两个狄拉克点。在低能量下，在存在能隙参数$Δ$的情况下，存在两个具有线性色散的不同狄拉克点，这两个狄拉克点在较高能量下通过鞍点连接。当$Δ$变为零时，两个狄拉克点合并，产生的色散表现出在$x$方向上二次的半狄拉克行为（“非相对论”）和线性的$y$方向（“相对论”）。在每个方向的干净极限中，（$x,y$）带内和带间光跃迁的贡献都由光子能量$Ω$和化学势的普适函数给出$μ$归一化为能隙。我们提供了小的和大的$Ω/2Δ$和$μ/Δ$限制的解析公式。它们分别定义了狄拉克和半狄拉克区域。对于一阶的$Ω/2Δ$和$μ/Δ$，存在与这些渐近行为的偏差。考虑到光学和传输，如直流电导率，热导率和洛伦兹数，这样的偏差提供了从狄拉克到半狄拉克制度的演变的签名作为间隙$Δ$是变化的。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Bright excitons in monolayer transition metal dichalcogenides: from Dirac cones to Dirac saddle points
在单层过渡金属二硫属化物中，已经发现了紧密结合的激子，其具有可以通过偏振选择规则光学寻址的谷赝自旋。在这里，我们表明，这个谷赝自旋强烈耦合到激子的质心运动，通过电子空穴交换。这种耦合实现了光锥内的激子（即亮激子）的手征指数I=2的无质量狄拉克锥。在中等应变下，I=2的狄拉克锥分裂成两个简并的I=1的狄拉克锥，并且在明亮的激子色散中出现具有线性狄拉克谱的鞍点。有趣的是，在结合一个额外的电子后，带电激子变成了一个大质量的狄拉克粒子，与一个大的谷霍尔效应相关联，免受谷间散射的影响。我们的研究结果指出了独特的机会，研究狄拉克物理学，与激子的光学寻址在指定的动量，能量和赝自旋。应变可调的谷轨道耦合也意味着新的结构的激子凝聚体，激子电路的新功能，和机械控制的谷赝自旋的可能性。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
The Rare Two-Dimensional Materials with Dirac Cones
受石墨烯的巨大发展的启发，越来越多的工作被用来寻找具有Dirac锥的新的二维材料。虽然二维狄拉克材料具有许多新颖的性质和物理性质，但与众多的二维材料相比，它们是罕见的。为了解释二维Dirac材料的稀有性并为寻找新的Dirac体系提供线索，本文综述了各种二维Dirac材料的最新理论研究进展，包括石墨烯、硅烯、锗烯、石墨烯、几种硼和碳片、过渡金属氧化物（VO 2）n/（TiO 2）m和（CrO 2）n/（TiO 2）m、有机和有机金属晶体、so-MoS 2、和人造晶格（电子气和超冷原子）。总结了它们的结构和电子性质。我们还研究了狄拉克点如何出现，移动，并在这些系统中合并。冯·诺伊曼-维格纳定理被用来解释二维系统中狄拉克锥的稀缺性，这导致了对对称性，参数，费米能级和能带重叠的严格要求，以实现狄拉克锥。讨论了Dirac锥的存在性与结构特征之间的联系。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Existence and merging of Dirac points in $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ organic conductor
本文重新研究了3/4填充$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$导电平面价带与导带之间Dirac点的存在性和稳定性条件。我们考虑通常最近的neigbhor紧束缚模型与七个转移能，取决于所施加的压力。由于布拉维晶格的每个晶胞有四个不同的分子（A，A '，B，C），因此对于布里渊区的每个波矢量$\mathbf{k}$，相应的布洛赫哈密顿量是$4\times4$矩阵${\cal H}({\bm k})$。在以前的工作中，狄拉克点的研究是通过直接数值对角化矩阵${\cal H}({\bm k})$。在这项工作中，我们开发了一种新的分析方法，允许分析狄拉克点的存在性和稳定性条件，从他们的合并性质的知识在时间反转点。在这种方法中，我们可以彻底讨论每个转移积分的作用，并证明反演对称性是方便的，但不是必要的。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Manipulation of the Dirac cones and the anomaly in the graphene related quantum Hall effect
石墨烯中的量子霍尔效应被认为涉及与无质量狄拉克粒子相关的半整数拓扑数，由于狄拉克锥的加倍，这通常不明显。在这里，我们从理论上考虑两类晶格模型，其中我们操纵狄拉克锥与（a）两个狄拉克点，具有相互不同的能量，或（b）多个狄拉克锥具有不同的费米速度。通过对情况（a）的拓扑（Chern）数的显式计算和对情况（b）的绝热论证，我们已经表明，结果与单个狄拉克费米子贡献半奇整数序列的图像一致（.. -3/2，-1/2，1/2，3/2，.）当费米能穿过朗道能级时，霍尔电导率。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Optical absorption in two-dimensional materials with tilted Dirac cones
本文从理论上分析了二维半金属晶体对线偏振光的带间光吸收。超临界倾斜（II型）狄拉克锥的特征在于吸收高度依赖于入射光子的偏振和频率，并且可以通过用背栅电压改变费米能级来调谐。第二型狄拉克锥展现出开放的费米面和大面积的布里渊区，其中价带和导带位于费米能级之上或之下。因此，与亚临界倾斜（I型）对应物不同，II型狄拉克锥有许多状态，即使费米能级被调谐到能级交叉点，也会被泡利阻挡。我们分析了倾斜参数与费米速度各向异性的相互作用，证明了狄拉克锥的光学响应不能单独由其倾斜来描述。作为我们的一般理论的一个特殊情况下，我们讨论了建议的二维I型半金属8- $Pmmn$硼化物。在我们深入分析的指导下，我们开发了一种光学配方，可以完全从任何二维倾斜狄拉克锥的吸收光谱中消除其倾斜和费米速度各向异性。我们希望我们的工作，以鼓励狄拉克锥工程作为一个主要的路线，创造门可调薄膜偏振器。
2022-06-08 cond-mat.mes-hall
Half-integer contributions to the quantum Hall conductivity from single Dirac cones
虽然石墨烯中的量子霍尔效应被认为是与携带一半通常拓扑整数的无质量狄拉克粒子相关的异常的实现，但由于狄拉克锥的加倍，这是隐藏的。为了证实每个狄拉克锥的半整数贡献，在这里我们从理论上考虑一个晶格模型，其中两个狄拉克点之间的相对能量被系统地移动。通过对拓扑（陈）数的显式计算，我们证明了每个狄拉克锥确实对霍尔电导率有贡献，因为它是半奇整数级数（…-3/2，-1/2，1/2，3/2，.）当费米能量穿过朗道能级（移位的组）时。该图片也赞同，通过体积边缘对应，从边缘模式频谱本模型。
2010-12-04 cond-mat.mes-hall
Dynamical polarizability of graphene beyond the Dirac cone approximation
我们计算动力学极化率的石墨烯超出通常的狄拉克锥近似，在整个布里渊区积分。我们发现偏差在$\hbarω=2t$（$t$的跳跃参数），这相当于一个对数奇异性，由于范霍夫奇异性，并推导出一个近似的解析表达式。此外，在低能量下，我们发现从狄拉克锥近似得到的结果，表现在一个峰值分裂在任意方向的入射波矢量$\q$的偏差。等离子体光谱的后果进行了讨论。
2010-02-05 cond-mat.mes-hall
Observation of Dirac cone warping and chirality effects in silicene
利用低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了Ag（111）表面硅烯（R3 xR 3）R30°相的电子性质。通过观察准粒子干涉（QPI）图样的-1.5和-1.0幂律衰减，我们发现了狄拉克费米子手征的存在。此外，与石墨烯中Dirac锥的三角形翘曲相反，我们发现硅烯的Dirac锥是六角翘曲的，这一点通过密度泛函计算得到了进一步证实，并通过硅烯独特的超结构得到了解释.结果表明，（R3 xR 3）R30°相是研究硅烯独特的狄拉克费米子性质的理想体系.
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Three-dimensional Models of Topological Insulator Films: Dirac Cone Engineering and Spin Texture Robustness
我们设计了拓扑绝缘体薄膜的三维模型，显示了由边界处的原子尺度几何驱动的相对表面上的奇数个狄拉克锥的可调谐性。这使得能够在$Γ$点处产生单个狄拉克锥，以及当相对表面在几何上不同时，可能抑制相对表面处的狄拉克态之间的量子隧穿（和间隙形成）。表面态的自旋织构被发现从自旋动量锁定对称性的一个渐进的损失，在引入体无序，相关的渗透的边界状态内的散装表面自旋极化的变化。这些发现说明了丰富的狄拉克物理出现在薄膜的拓扑绝缘体，并可能证明工程狄拉克锥和量化的超净表面的材料中的体无序有用。
2012-10-24 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of tilted Dirac cones on the RKKY exchange interaction in 8-Pmmn Borophene
从理论上研究了二维多晶型硼原子中各向异性Dirac锥对Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）交换作用的间接影响.与各向同性非倾斜狄拉克材料-石墨烯的情况不同，在这里，我们观察到狄拉克锥的倾斜在振荡频率的抑制方面对RKKY交换相互作用表现出显着的影响。其原因可以归结为费米能级和态密度随倾斜参数的变化。因此，直接测量RKKY相互作用的周期可能是与倾斜狄拉克锥相关的倾斜参数的一个可能的探针。我们还得到了RKKY交换相互作用的方向依赖的解析表达式，Meijer G函数。然而，由于狄拉克锥的倾斜对RKKY相互作用的影响取决于两个磁性杂质相对于倾斜方向的空间排列。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in Dirac materials: signatures of tilted and anisotropic Dirac and Weyl cones
我们计算任意倾斜和各向异性狄拉克或外尔锥的量子输运在节点处的电导和噪声。倾斜和各向异性色散是通用的，在某些离散对称性，如粒子-空穴和晶格点群对称性的情况下。各向异性影响电导g，但保持Fano因子F（散粒噪声功率和电流的比率）不变，倾斜影响g和F。由于F在许多其他情况下是一个普适数，因此这一发现是值得注意的。我们将我们的一般考虑应变石墨烯和烧绿石Weyl半金属的特定晶格模型。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall
Resonant transport and line-type resonances in tilted Dirac cone double-barrier structures
该研究利用转移矩阵法分析了石墨烯基倾斜狄拉克锥双势垒结构中狄拉克费米子的输运特性，揭示了锥倾斜对透射的影响及线型共振的产生机制，为二维倾斜锥材料的纳米电子器件设计提供了新见解。
2025-08-24 cond-mat.mes-hall
Optical valley separation in two-dimensional semimetals with tilted Dirac cones
本研究揭示具有倾斜狄拉克锥的二维半金属在光照下可实现不同能谷载流子的空间分离，该效应在保留反演与时间反演对称性的无质量狄拉克体系中存在，可在低至太赫兹的频段通过栅极调控，并在8-$Pmmn$硼烯中得到室温验证。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall
Conductivity of Two-dimensional Dirac Electrons Close to Merging in Organic Conductor $α$-STF$_2$I$_3$ at Ambient Pressure
有机导体$α$-STF $_2$中狄拉克电子的电导率（STF =双（亚乙基二硫代）二硒二硫富瓦烯），其具有ET的异构体结构（=双（亚乙基二硫代）四硫富瓦烯），已经在杂质和电子-声子（e-p）散射的同时存在下用二维紧束缚模型进行了理论研究。其具有几乎各向同性速度的狄拉克锥，STF由于接近合并的狄拉克点而提供大的各向异性。结果，$σ_{x}$变得比$σ_{y}$大得多，其中$σ_y$和$σ_x$分别是平行于和垂直于分子堆叠轴的对角电导率。随着温度（$T$）的升高，由于e-p散射，$σ_x$出现宽的最大值，而$σ_y$几乎保持不变。根据能带结构分析比率$σ_x/σ_y$。这样一个异国情调的导电性STF相比，实验显示出良好的对应关系。最后，示出ET和BETS（=双（亚乙基二硫代）四硒富瓦烯）的$σ_x/σ_y$值以证明与STF的不同。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum dot on boron nitride: Dirac cone replica and Hofstadter butterfly
置于六方氮化硼上的石墨烯薄片在磁场存在下具有复杂的电子结构，这是由于与基底的范德华相互作用产生的六方莫尔电位。轻微的晶格失配引起周期性的超原胞势。区域折叠有望创造出原始狄拉克锥和霍夫施塔特蝴蝶的复制品。我们的大规模紧束缚模拟揭示了一个意想不到的共存的相对论和非相对论朗道能级结构。第零朗道水平及其相关的蝴蝶的存在下示出的狄拉克锥副本的发生是明确的签名。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall
Novel Spin-texture on the warped Dirac-cone surface states in topological insulators
我们用第一性原理计算和模型哈密顿量研究了Bi 2 Te 3族三维拓扑绝缘体的表面态性质。当表面狄拉克锥由于菱形结构中的Dresselhaus自旋轨道耦合而翘曲时，自旋获得有限的面外分量。我们预测了一种新的面内自旋纹理的扭曲表面狄拉克锥的自旋不垂直于电子动量。我们的k.p模型计算表明，这种新型的面内自旋纹理需要高阶Dresselhaus自旋轨道耦合项。
2011-03-24 cond-mat.mes-hall
High Chern number phase in topological insulator multilayer structures: a Dirac cone model study
我们使用狄拉克锥模型来探索Zhao等人在磁掺杂拓扑绝缘体（TI）多层结构中实现的高陈数（C）相[Nature 588，419（2020）]。通过捕捉相边界随参数的变化，计算了T1多层结构的陈氏数，得到了T1多层结构的陈氏数相图。高C行为归因于重整化狄拉克锥的带反转，伴随着带反转，在Γ点处的自旋极化将增加。此外，还研究了另外两种TI多层结构和TI超晶格结构。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Signature of tilted Dirac cones in Weiss oscillations of $8-Pmmn$ borophene
8-Pmmn硼化物的多晶型表现出各向异性的倾斜狄拉克锥。在这项工作中，我们探讨的后果，倾斜狄拉克锥的磁输运性质的周期性调制的硼化物。我们在低温区用线性响应理论计算了调制诱导的扩散电导率。弱调制（电/磁或两者）的应用引起依赖于磁场的非零振荡漂移速度，其在低磁场下引起纵向电导率的外斯振荡。分别研究了弱空间电调制、弱空间磁调制以及弱空间电调制和弱空间磁调制下的外斯振荡。狄拉克锥的倾斜对纵向电导率的外斯振荡产生了额外的贡献。此外，它还提高了Weiss振荡的频率，并改变了其振幅。最值得注意的是，发现异相的存在，电调制和磁调制可以在扩散电导率中引起相当大的谷极化。谷极化的起源在于两个狄拉克锥在两个谷处的相反倾斜。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall
Aperiodic quantum oscillations of particle-hole asymmetric Dirac cones
我们报告的实验测量和理论分析的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡的狄拉克锥系统：在静水压力下的a-（BEDT-TTF）2 I3有机金属。测量的SdH振荡揭示了在高磁场B下的异常，其中1/B振荡周期性在高于7 T时丢失。我们解释这些不寻常的结果内的理论模型，考虑到固有的扭曲的a-（BEDT-TTF）2 I3狄拉克锥，如抛物线粒子孔不对称校正。其他可能的原因，如锥倾斜或塞曼效应，被仔细排除。不同费米能级的α-（BEDT-TTF）_2I_3样品的观测结果是一致的。
2017-12-02 cond-mat.mes-hall
Splitting of Dirac cones in HgTe quantum wells: Effects of crystallographic orientation, interface-, bulk-, and structure-inversion asymmetry
本文发展了$(0lh)$生长的HgTe/CdHgTe量子阱中狄拉克态精细结构的微观理论，其中$l$和$h$为密勒指数.结果表明，体积，界面和结构反演的不对称性，导致即使在零平面波矢的水平的反交叉和升降机的狄拉克状态简并。在临界厚度的量子阱中，二重简并狄拉克锥分裂为非简并外尔锥。量子阱的分裂和外尔点的位置与量子阱的晶体学取向密切相关。我们计算了与体积、界面和结构反转不对称性相关的分裂参数，并导出了狄拉克态的有效哈密顿量。进一步，我们得到了能谱的解析表达式，并讨论了（001），（013）和（011）生长量子阱的能谱。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall
Transport evidence of superlattice Dirac cones in graphene monolayer on twisted boron nitride substrate
二维（2D）材料中的强能带工程可以通过引入莫尔超晶格来实现，从而导致各种新的量子相的出现，这些量子相具有未来应用的潜力。目前，创造莫尔图案的作品主要集中在嵌入通道材料内部或通道与基板之间的扭曲上。然而，衬底材料内部的扭曲对未对准的沟道材料的影响却少得多。在这项工作中，我们报告了实现超晶格多狄拉克锥与共存的主狄拉克锥在单层石墨烯（MLG）在~0.14°扭曲双层氮化硼（tBN）衬底。输运测量揭示了三对超晶格狄拉克点周围的原始狄拉克锥，具有多个金属或绝缘状态周围的电荷中性点（CNP）的出现。位移场可调和电子-空穴非对称费米速度的温度依赖性的测量，以及无隙色散的超晶格狄拉克锥。MLG/tBN异质结中多狄拉克锥的实验观察得到了周期性莫尔势能带结构计算的支持。我们的研究结果揭示了使用扭曲基板作为一种通用的能带工程技术的二维材料，无论晶格匹配和晶体取向，这可能铺平了道路的一个新的分支twistronics的潜力。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall
Magneto-optics of quasi-relativistic electrons in tilted Dirac cones in graphene and $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
无质量狄拉克费米子以低能模式出现在几个准二维凝聚态系统中，如石墨烯、块状拓扑绝缘体的表面和层状有机半导体中。当这种系统的旋转对称性被面内电场或狄拉克锥的固有倾斜所降低时，所允许的偶极光学跃迁从几个选定的跃迁演变成宽扇的带间跃迁。我们表明，低能量载流子的洛伦兹协方差允许一个简洁的分析新兴的磁光特性。我们预测，红外吸收光谱产生的倾斜狄拉克锥结构的有机化合物，如$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$的定量信息。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall
Dirac fermions collimation in heterostructures based on tilted Dirac cone materials
该研究理论分析倾斜 Dirac 锥异质结构中费米子越过势垒后的输运，数值揭示 y 向倾斜参数对束流准直和透射概率的调控作用。
2024-04-03 cond-mat.mes-hall
Flat band, spin-1 Dirac cone, and Hofstadter diagram in the fermionic square kagome model
我们研究了费米子在正方形kagome晶格上的特征能带结构，kagome晶格是一种由三角形组成的角共享网络的二维晶格。我们发现，最近邻紧束缚模型的能带结构表现出许多特征，包括一个平坦的带，这是普遍存在的阻挫晶格。在平带上，我们用分子轨道表象阐明了它的起源，并找到了精确的局域本征态，称为紧局域态。除了平带，我们还发现了两个自旋为1的不同能量的狄拉克锥。这些自旋为1的狄拉克锥不能用最简单的有效狄拉克哈密顿量来描述，因为中间带是弯曲的，能谱是粒子-空穴不对称的。我们还研究了外场存在下正方形kagome晶格上的Hofstadter问题，发现修改后的自旋1狄拉克锥周围的陈数分布与传统的分布一致。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Generalized Chiral Symmetry and Stability of Zero Modes for Tilted Dirac Cones
众所周知，手征性是狄拉克-费米子系统的一个重要对称性，它导致了石墨烯中的零模朗道能级，在这里，我们探讨这个概念是否可以扩展到有机金属中遇到的倾斜狄拉克锥。我们发现存在一种“广义手征对称性“，它包含倾斜狄拉克锥，其中广义手征算符$γ$，满足$γ^{\dagger} H + Hγ=0$的哈密顿量$H$，保护零模。我们可以利用这一点来证明$n=0$朗道能级是类似δ函数的（没有加宽），这是通过扩展阿哈罗诺夫-卡舍的论证来实现的。数值计算证实了具有广义手征的晶格模型具有非常尖锐的空间关联随机朗道能级。
2011-01-22 cond-mat.mes-hall
Tilted-Cone Induced Cusps and Nonmonotonic Structures in Dynamical Polarization Function of Massless Dirac Fermions
利用倾斜Weyl方程研究了有机导体中存在的倾斜Dirac锥电子的极化函数。基于对粒子-空穴激发的解析处理，探讨了其动力学性质。结果表明，极化函数作为频率和动量的函数呈现尖点和非单调结构。极化函数不仅与外动量的大小有关，而且与外动量的方向有关。这些性质是倾斜狄拉克锥的特征，并与石墨烯的各向同性情况形成对比。进一步，将所得结果应用于计算了倾斜锥对等离子体的光学电导率、等离子体频率和库仑相互作用的屏蔽等问题。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall
Type-III Dirac Cones from Degenerate Directionally Flat Bands: Viewpoint from Molecular-Orbital Representation
我们提出了一个系统的方法，创建III型狄拉克锥从退化的方向平坦带。这里，方向平坦带意味着仅在某个方向上完全无色散的带。关键的策略是通过添加具有选定形式的哈密顿矩阵的扰动来保留其中一个方向平坦的带，同时使另一个色散。这样一种形式的微扰被发现，通过使用“分子轨道表示”，我们已经制定了描述平带模型。因此，即使没有微调跳跃参数，该模型也能获得III型狄拉克锥。为了证明这种方法的普遍性，我们研究了两带模型和四带模型的具体例子。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall
Tilted Dirac Cones in Two-Dimensional Materials: Impact on Electron Transmission and Pseudospin Dynamics
本文研究二维 Dirac 材料异质结中倾斜 Dirac 锥对电子隧穿、透射概率及赝自旋动力学的影响，并揭示亚临界倾斜中间层中的全透射与厚度周期性。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Dirac Cones in Mechanical Graphene
研究了具有蜂窝结构的弹簧-质量模型--机械石墨烯。通过仅控制一个参数，即平衡时的弹簧张力，振动谱发生显著变化。在谱中，在K点和K '点处总是存在Dirac锥。随着张力的改变，额外的狄拉克锥成对地产生和湮灭。当时间反演对称性被系统的均匀旋转破坏时，狄拉克锥的产生和湮灭导致适当定义的陈数的跳跃。然后，手征边缘模式的传播方向发生翻转，这给出了一个实验方法来检测拓扑转变。这是经典系统的体-边对应。我们还证明了另一个重要的概念，对称性保护的拓扑状态，是在工作中的经典系统。对于时间反演不变的情形，固定边界条件下存在拓扑边缘模，而自由边界条件下不存在拓扑边缘模。这种反差源于自由边界上的对称破缺。
2015-05-25 cond-mat.mes-hall
Dirac cone with helical spin polarization in ultrathin $α$-Sn(001) films
在InSb（001）衬底上生长的SnSn（001）薄膜中观察到了自旋分裂的二维电子态。角分辨光电子能谱学（ARPES）对这些薄膜进行揭示Dirac-cone的线性色散周围的表面布里渊区的$\barΓ$点，这表明几乎无质量的电子属于二维表面态。这些状态分散在薄膜中的块状量子阱状态之间的带隙中。此外，圆二色性的ARPES和自旋分辨的ARPES研究表明螺旋自旋极化的Dirac锥状表面状态，这表明在散装拓扑绝缘体（TI）的拓扑保护字符。这些结果表明，准三维TI相可以实现在薄膜的零间隙半导体。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall
Magnetoplasmons of the tilted-anisotropic Dirac cone material $α-$(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
研究了有机化合物$α-$（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$在垂直磁场中准二维电子液体的低能连续模型的集体模.零磁场输运实验和\textit{ab initio}理论证明，该材料同时具有无质量和有质量的低能载流子，前者可用倾斜的各向异性狄拉克锥描述。这些锥的极化率是各向异性的，并且在任何两个回旋共振之间发生两组磁等离子体激元模式。我们表明，锥的倾斜导致一个独特的谷间阻尼效应：上混合模式的一个锥是阻尼的粒子孔连续的其他锥在通用方向。我们分析了大量载流子的存在如何影响系统的响应，并演示了掺杂如何可以调整$α-$（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$之间的各向同性和各向异性的筛选制度。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Lamb shift of the Dirac cone of graphene
电磁真空的涨落是自然界量子结构最有力的表现之一。它们对石墨烯的狄拉克电子的影响被认为会引起一些壮观的纯量子现象，如卡西米尔效应和阿哈拉诺夫-玻姆效应。在这项工作中，我们证明，通过使用第一性原理的方法，石墨烯的狄拉克锥也受到了相当大的兰姆shift.We表明，微观电子电流流动的石墨烯平面耦合有效地与真空波动引起的电子能级（高达4毫电子伏）和速度的重整化。这种兰姆位移比孤立碳原子的预测值大一个数量级。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Rashba-Dirac cones at the tungsten surface: Insights from a tight-binding model and thin film subband structure
建立了一个包含自旋轨道耦合的体心立方钨紧束缚模型，并将其应用于（110）钨薄膜的表面态。该模型准确地描述了各向异性的狄拉克锥状色散和Rashba的表面态的自旋极化，包括对体的钨的表面原子层的弛豫的关键作用。结果表明，表面弛豫影响钨表面态，因为它会导致表面原子层和附近层的原子轨道之间的重叠增加，而电场，这是由于电荷转移之间的钨和真空附近的表面或体层和表面层之间不显着影响的Rashba-Dirac表面态。据发现，与体模杂交有不同的强度属于上，下拉什巴-狄拉克锥的薄膜表面状态，并导致在$reversal$的自旋$\uparrow$和$\downarrow$电子在大多数的上拉什巴-狄拉克锥相对于那些预期的唯象的旅行方向。它还表明，intrasite（不intersite）的自旋轨道哈密顿矩阵元素是主要负责的Rashba-Dirac锥的形成，和他们的自旋极化。在对拓扑绝缘体、自旋霍尔效应和相关现象建模时，应考虑这一发现。
2016-11-11 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of Dirac cones on the surface of a topological insulator
我们建议Floquet工程师狄拉克锥表面的三维拓扑绝缘体。我们发现，一个大的可调谐性的费米速度可以实现作为一个功能的偏振，方向和振幅的驱动场。利用这种外部控制，准能谱中的狄拉克锥可以变成椭圆形或有质量的，这与实验证据是一致的。这些结果有助于我们理解拓扑绝缘体中表面态和外部交流驱动场的相互作用。在我们的工作中，我们使用的三维系统，而不是有效的表面哈密顿，这通常被认为是在文献中的完整的哈密顿量。我们的研究结果表明，狄拉克锥在quasienergy频谱仍然强大，即使在体状态的存在下，因此，他们验证了使用有效表面哈密顿量探索Floquet驱动的拓扑边界的属性。此外，我们的模型允许我们引入新的面外场的配置，这不能占有效表面哈密顿量。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall
Gate-induced Dirac cones in multilayer graphenes
我们研究了均匀垂直电场中ABA（Bernal）多层石墨烯的电子结构，发现三角弯曲和电势不对称性的相互作用导致了许多在零能量下几乎接触的Dirac锥.这些门诱导狄拉克锥的能带速度和能量区域（通常为几十meV）是可调的外部电场。特别地，在ABA三层石墨烯中，施加电场诱导非平凡谷霍尔态，其中狄拉克点处的能隙由在两个谷之间沿相反方向传播的手性边缘模式填充。相比之下，在四层石墨烯中，谷霍尔电导率为零，并且没有边缘模式填充在间隙中。非平凡的谷霍尔态通常发生在不对称的奇数层石墨烯中，这与仅存在于奇数层石墨烯中的隐藏的手征对称性密切相关。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Bloch-Zener oscillations across a merging transition of Dirac points
Bloch振荡是研究Dirac点谱的有力工具。通过改变能带参数，可以操纵狄拉克点，并合并在一个拓扑过渡到一个带隙的阶段。在一个恒定的力，费米海最初在较低的频带进行布洛赫振荡，并可能齐纳隧道的狄拉克点的位置，主要是在上带。隧穿概率计算从低能量的通用哈密顿描述附近的合并。与最近的光晶格中冷原子的实验符合得很好。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Two-fold symmetry flattens Dirac cone of surface state at W(110)
W（110）表面的$C_{2v}$对称性强烈影响自旋-轨道诱导对称能隙内的自旋极化类狄喇克锥表面态。我们提出了一个详细的角度分辨光电子能谱研究与$s$ -和$p$ -偏振光沿三个不同的对称线。沿$\barΓ\bar{H}$和$\barΓ\bar{S}$出现Dirac-cone样特征，而沿$\barΓ\bar{N}$强烈变形。一个双重的$Σ_{3}$对称性的$d$型表面状态的光电子能谱实验使用线偏振光。我们的结果是很好地描述了模型计算的基础上的有效哈密顿量与$C_{2v}$对称性，包括Rashba参数高达三阶。表面态的扁平狄拉克锥是由与$Σ_{1}$和$Σ_{2}$对称的体连续态的杂化引起的。从模型计算中得到的自旋织构显示出准一维的行为。这一发现为$d$ -基于电子的持续自旋螺旋系统和/或弱拓扑绝缘体的研究开辟了新的途径。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall
Merging of Dirac points in a two-dimensional crystal
本文研究了二维晶体电子谱中的一对狄拉克点在什么一般条件下可以合并为一个点。合并信号之间的半金属相和带绝缘体的拓扑转变。我们推导出一个通用的哈密顿量，它描述的过渡，这是由一个单一的参数控制的物理性质，并分析在其附近的朗道能级谱。这种合并可以在有机盐α-（BEDT-TTF）_2I_3中或在模拟变形石墨烯的冷原子的光晶格中观察到。
2009-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Anisotropic Dirac cones in monatomic hexagonal lattices
在过去的几年里，石墨烯的迷人特性已经得到了彻底的研究。狄拉克锥的存在是石墨烯电子能带结构的最重要特征。在这篇理论论文中，六方单层硅（h-Si）和锗（h-Ge）研究使用密度泛函理论，在广义梯度近似。计算结果表明，h-Si和h-Ge都是化学稳定的。给出了这些体系的晶格参数、电子色散关系和态密度。电子色散关系在K点附近显示具有等边三角形对称性的狄拉克锥（群D $_3$）。因此，费米速度取决于$K$点周围的波矢方向。空穴和电子的费米速度有很大的不同。最大和最小费米速度也报告。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Dirac-cone-like surface state with $d$ character at W(110)
W（110）表面呈现出具有$d$特征的类Dirac锥表面态，处于自旋轨道诱导的对称能隙内。作为平行于表面的波矢的函数，它表现出几乎无质量的能量色散和明显的自旋极化，这是反对称的布里渊区中心。此外，所观察到的恒定能量的轮廓是强烈的各向异性的所有能量。这一发现开辟了新的途径，研究表面自旋密度波所产生的一个强大的费米面嵌套以及$d$电子为基础的拓扑性质。
2011-12-28 cond-mat.mes-hall
Accidental degeneracy of double Dirac cones in a phononic crystal
具有狄拉克锥色散的人工蜂窝晶格为研究无质量狄拉克准粒子及其新的几何相提供了一个宏观平台。本文在二维蜂窝晶格声子晶体的布里渊区中心实现了四重简并态，这是两个双简并态偶然简并的结果。在四重简并态附近，色散关系是线性的。这种四重简并性可以用严格的群表示论来分析。利用该方法，得到了描述这种四简并态的线性狄拉克色散关系的约化哈密顿量，与模拟结果吻合较好。在这种偶然简并附近，我们观察到一些独特的波传播特性，如缺陷不敏感传播特性和Talbot效应。
2014-02-10 cond-mat.mes-hall
Merging Dirac points and topological phase transitions in the tight-binding model on the generalized honeycomb lattice
研究了蜂窝格点上紧束缚模型中Dirac点的移动、合并和湮灭问题。我们得到了一个丰富的相图的拓扑相变的参数空间中的方向相关的跳跃。我们得到了三个Dirac点合并的条件和三临界点的条件。我们发现，只有非常小的第三近邻跳跃是足够的三个狄拉克点和三临界点的合并的存在，如果系统是充分的各向异性。当三个Dirac点合并时，态密度为$D(ε) \propto |ε|^{1/3}$，在三临界点处为$D(ε) \propto |ε|^{1/4}$.在光晶格、应变单层石墨烯或应变双层石墨烯上的超冷原子中实现这些拓扑相变是可能的。
2012-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Constructing a Large Variety of Dirac-Cone Materials in the Bi${}_{1-x}$Sb${}_{x}$ Thin Film System
我们从理论上预测，可以在Bi ${}_{1-x}$ Sb ${}_{x}$薄膜中构建各种Dirac-cone材料，并且我们在这里展示如何构建具有各种波矢各向异性的单Dirac-cone材料、双Dirac-cone材料和三Dirac-cone材料。这些不同类型的狄拉克锥在电子器件设计、量子电动力学和其他领域都有着特殊的意义。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of disorder on 2D topological merging transition from a Dirac semi-metal to a normal insulator
我们研究了无序对二维狄拉克半金属到绝缘态拓扑跃迁的影响。这种转变被描述为两个狄拉克点的连续合并，导致在临界点处的半狄拉克谱。后者的特点是色散关系在一个方向上是线性的，在正交的二次。利用自洽玻恩近似和重整化群，计算了不同类型无序下跃迁的上、下和附近的态密度。除了预期的过渡无序涂抹，我们发现一个中间无序半狄拉克相。在一侧，该相通过连续跃迁与绝缘态分离，而在另一侧，它通过交叉演化到无序狄拉克相。
2013-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Merging of Dirac points and Floquet topological transitions in AC driven graphene
我们研究了蜂窝晶格中电子与面内交流电场耦合的效应，并表明它可以用来操纵电子结构的狄拉克点。我们发现狄拉克点的位置可以通过场的振幅和极化来控制，从而实现高频驱动，这为实现狄拉克点的合并提供了一个新的平台，这是一种在电子系统中尚未观察到的拓扑转变。重要的是，对于较低的频率，我们发现多光子吸收和发射过程产生额外的狄拉克点对的创建。这提供了仅通过调谐驱动频率来实现合并过渡的附加方法。我们的方法，Floquet形式主义的基础上，既不限于特定的选择的振幅或极化的字段，也不是一个低能量近似的哈密顿量。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling, merging, and splitting Dirac points by electron-electron interaction
在首阶微扰理论中考虑了电子-电子相互作用对布里渊区狄拉克点的操纵和移动。在合并点，一个无穷小的相互作用，导致开放的差距或分裂的狄拉克点，这取决于间或intrasublattice性质的合并和相互作用的符号。因此，光谱的拓扑结构可以通过简单地调整粒子之间的相互作用而有效地改变，而不是通常的仔细的能带结构工程。这是说明周围的合并过渡的一个，两个和三维Dirac-Weyl费米子。一个简单的Weyl类哈密顿描述的二次带交叉在三维也提出了，它的相互作用下的稳定性。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Moving and merging of Dirac points on a square lattice and hidden symmetry protection
首先，我们研究了一个正方形的费米子晶格，它支持无质量的狄拉克费米子的存在，其中狄拉克点被隐藏的对称性所保护。我们还考虑了两个修正模型与交错的潜力和对角跳跃条款，分别。在修正的错列势模型中，狄拉克点存在于错列势的一定大小范围内，并随错列势的变化而移动。当交错势的大小达到临界值时，两个狄拉克点合并。在引入对角跳跃项的修正模型中，狄拉克点始终存在，且只随对角跳跃幅度的变化而移动。我们开发了一个映射方法来找到隐藏的对称性与参数的演变。在这两种修正模型中，Dirac点都受到这种隐对称性的保护，它们的移动和合并过程可以用隐对称性随相应参数的变化而演化来解释。
2014-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Designer gapped and tilted Dirac cones in lateral graphene superlattices
University of Exeter（埃克塞特大学）；De La Salle University（德拉萨大学）
通过双极波导阵列调控石墨烯中狄拉克锥的间隙和倾斜，利用超晶格紧束缚模型和转移矩阵计算验证，通过栅极电压调节实现太赫兹频段的狄拉克锥调控，为太赫兹应用提供新方法。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbit- and Atom-Resolved Spin Textures of Intrinsic, Extrinsic and Hybridized Dirac Cone States
结合第一性原理计算和自旋及角分辨光电子能谱测量，我们确定了二维拓扑绝缘体Bi（111）双层和三维拓扑绝缘体Bi 2 Se 3或Bi 2 Te 3界面系统中三种不同Dirac锥态的螺旋自旋织构.发现Bi_2Se_3或Bi_2Te_3表面态的本征狄拉克锥、Rashba效应诱导的Bi双层态的外征狄拉克锥以及前两态之间的杂化狄拉克锥的自旋织构是相同的。进一步的轨道和原子分辨分析表明，s和pz轨道有一个顺时针（逆时针）自旋旋转与上（下）狄拉克锥的等能轮廓相切，而px和py轨道有一个额外的径向自旋分量。狄拉克锥态可能位于不同的原子层上，但具有相同的自旋纹理。我们的研究结果表明，狄拉克锥态的独特自旋织构是自旋轨道耦合的一个标志性性质，与拓扑结构无关。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation of Multiple Dirac Cones in Graphene under Double-periodic and Quasiperiodic Potentials
研究了双周期和准周期超晶格势作用下石墨烯中新Dirac锥的产生。我们首先表明，双周期的潜力产生的狄拉克锥零星，丢番图方程，尽管事实上，双周期的潜力也是周期的，以前的研究预测连续出现的锥。零星的外观是由于石墨烯的色散关系仅在能量截止之前是线性的。然后，我们表明，准周期势产生新的狄拉克锥密集与它的密度依赖于能量。我们还将上述预言推广到具有不同线性色散截止能量的狄拉克电子的其它材料。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
