Weyl semimetal/insulator transition from holography
我们研究了一个全息模型，该模型表现出从强相互作用Weyl半金属相到绝缘相的量子相变。在全息绝缘阶段，在频率依赖的对角电导率的实部中存在硬间隙。然而，反常的霍尔电导率是非零的零频率，表明它是一个陈绝缘体。这种全息量子相变总是一阶的，表示在相变的不连续的异常霍尔电导率，在非常连续的全息外尔半金属/平凡半金属相变相反。我们的工作揭示了强相互作用Weyl半金属的新相结构。
2018-09-23 cond-mat.str-el hep-th
Monte-Carlo study of the semimetal-insulator phase transition in monolayer graphene with realistic inter-electron interaction potential
我们报告的结果的第一原理的数值研究的手征（亚晶格）对称性的自发破缺悬浮单层石墨烯由于静电相互作用，其中考虑到屏蔽的库仑电位的$σ$ -轨道上的电子。与之前未屏蔽势的数值模拟结果相比，我们发现悬浮石墨烯处于导电相，具有未破缺的手征对称性。这一发现与曼彻斯特小组\cite{Elias et al, 2011}最近的实验结果一致。此外，通过人为增加相互作用强度，我们证明，悬浮石墨烯是非常接近的相变与自发手征对称性破缺，这表明手性和非微扰效应的波动可能仍然是相当重要的。
2013-06-30 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
The Semimetal-Mott Insulator Quantum Phase Transition of the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
我们利用最近改进的巨正则混合蒙特卡罗算法，执行一个精确的研究的单粒子间隙的六角哈伯德模型，与现场电子-电子相互作用。经过仔细控制分析的特罗特误差，热力学极限，和有限尺寸标度与逆温度，我们发现一个临界耦合的$U_c/κ=3.834(14)$和临界指数$zν=1.185(43)$。假设这对应于预期的反铁磁Mott转变，我们也能够提供一个初步的估计$β=1.095(37)$的临界指数的序参量。我们认为我们的发现，鉴于$SU(2)$格罗斯-奈夫，或手征海森堡，普适性类。我们还讨论了混合蒙特卡罗算法的计算缩放，和我们的工作可能的扩展到碳纳米管，富勒烯，和拓扑绝缘体。
2020-12-07 cond-mat.str-el hep-lat
Magnetic Weyl and Dirac Kondo semimetal phases in heterostructures
我们研究了一种层状三维异质结构，其中两种类型的近藤绝缘体交替堆叠。其中之一是拓扑Kondo绝缘体SmB 6，另一个是同构Kondo绝缘体AB 6，其中A是稀土元素，例如，Eu、Yb或Ce。我们发现，如果后者的顺序铁磁，异质结构一般成为磁性Weyl Kondo半金属，而反铁磁秩序可以产生磁性狄拉克Kondo半金属。我们详细的情况下，一般的对称性的考虑，以及具体的紧束缚计算，并表明，I型以及II型磁性Weyl/狄拉克近藤半金属相是可能的，在这些异质结构。我们的研究结果表明，近藤绝缘体异质结构是一个通用的平台，设计强相关的拓扑半金属。
2017-11-05 cond-mat.str-el
Lattice Quantum Monte Carlo Study of Chiral Magnetic Effect in Dirac Semimetals
本文用格点蒙特卡罗模拟研究了Dirac半金属中的手征磁效应。我们测量了狄拉克半金属的电导率作为外磁场的函数，平行于$σ_{\parallel}$和垂直于外磁场方向的$σ_{\perp}$。模拟进行了三个制度：半金属相，绝缘体相的发病和深在绝缘体相。在半金属相中，$σ_{\parallel}$随着磁场的增加而增加，而$σ_{\perp}$随着磁场的增加而减少。在绝缘体相的开始观察到类似的行为，但电导率较小，其对磁场的依赖性较弱。最后，在绝缘体相中，电导率$σ_{\parallel, \perp}$接近于零并且不依赖于磁场。换句话说，我们观察到CME电流在半金属相中的表现，CME在绝缘体相开始时的较弱表现。我们没有观察到在绝缘体阶段的日冕物质抛射的签名。我们认为绝缘相CME电流的抑制与发生在绝缘相中的手征对称性破缺和动力学费米子质量的产生有关。
2017-12-08 cond-mat.str-el hep-lat hep-ph
Interaction driven surface Chern insulator in nodal line semimetals
节线半金属的特点是非平凡的体带交叉，产生几乎平坦的鼓面状表面态（DSS），这提供了一个有吸引力的游乐场，相互作用可以诱导破缺态和潜在的紧急阶段。在这里，我们表明，电子相互作用导致Stoner铁磁不稳定性的DSS，而大部分仍然是非磁性的，这与自旋轨道耦合驱动表面状态到2D陈绝缘体。我们发现，每个DSS进行半个半的费用，其中包含两个DSS的系统产生一个净陈数$\mathcal{C}=-1$。我们表明，这种现象是强大的手征对称性破缺，这给了一个有限的分散体的DSS。我们的工作表明，节线半金属是一个很有前途的平台，实现表面陈绝缘体和无耗散电子输运，利用增强的相互作用效应的DSS。
2019-01-14 cond-mat.str-el
Variable resistance at the boundary between semimetal and excitonic insulator
我们求解了半金属和激子绝缘体之间的双能带输运模型。我们分析了目前的两个相互竞争的条款与中性激子和带电载流子，分别。我们发现一个高的值的界面电阻，非常敏感的结的透明度。我们探索有利的系统进行实验确认。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Three-Dimensional Topological Semimetal/Insulator States in α-Type Organic Conductors with Interlayer Spin-Orbit Interaction
本文通过紧束缚模型研究α-(ET)2I3和α-(BETS)2I3两种α型有机导体，揭示层间自旋轨道耦合与反演对称性破缺分别实现Dirac半金属态和Weyl半金属态，并指出α-(BETS)2I3中强拓扑绝缘体难以实现。
2024-11-06 cond-mat.str-el
Interaction-driven quantum anomalous Hall insulator in Dirac semimetal
长期以来，人们一直在寻找费米能级上具有线性带接触点的狄拉克半金属中的相互作用驱动的量子反常霍尔绝缘体。结合精确对角化、密度矩阵重整化群和解析方法，研究了二重旋转对称棋盘格点上的无自旋费米子系统，该系统在没有相互作用的情况下实现了两个Dirac带接触点.在弱耦合下，狄拉克半金属是稳定的。在有限的密度-密度排斥相互作用下，我们分析了可能的对称破缺态，发现当相互作用强度超过控制Dirac点间距的能量尺度时，QAH态是稳定的.通过数值模拟，我们验证了具有自发时间反演对称性破缺和量子化陈数$C = 1$的QAH相的存在。
2022-10-09 cond-mat.str-el
Hidden-Symmetry-Protected Topological Semimetals on a Square Lattice
我们研究了一个二维费米子正方晶格，在不同的参数范围内，该晶格支持二维Weyl半金属、量子反常霍尔效应和$2π$ -通量拓扑半金属的存在.我们证明了二维Weyl半金属和$2π$ -通量拓扑半金属的带退化点被两个不同的新的隐藏对称性所保护，这两个对称性都对应于反酉复合运算。当这些隐藏的对称性被打破时，导带和价带之间就会出现一个能隙，使系统变成绝缘体。在适当的参数下，出现量子反常霍尔效应。在量子反常霍尔绝缘体和平凡带绝缘体之间的边界处的简并点也受到隐藏对称性的保护。
2013-09-26 cond-mat.str-el
Protected Topological Nodal Ring Semimetal in Graphene
本研究提出了一种石墨烯中的受保护拓扑节线环半金属，具备量子化量子霍尔响应、鲁棒一维手性边缘模式等特性，其体能带简并受Z₂对称性和双重正交结构保护，可应用于纳米电子学与能带理论相关的量子纠缠研究。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological semimetals and insulators in three-dimensional honeycomb materials
半金属，其中传导带和价带接触但不形成费米表面，由于它们的反常性质而引起了相当大的兴趣，这始于在石墨烯和其他二维蜂窝材料中发现狄拉克物质。在这里，我们介绍了一个家庭的三维蜂窝系统，其电子能带结构表现出各种拓扑半金属与狄拉克节线。我们发现，这些节线出现在不同的数量和相互的几何形状，这取决于底层的晶格结构。它们是稳定的，在大多数情况下，由时间反转和反转对称性的组合，并伴随着拓扑保护的“鼓面”表面状态。在大部分情况下，这些节线系统在施加磁场时表现出朗道能级量子化和平坦带。在自旋-轨道耦合的存在下，这些拓扑半金属一般形成（强）拓扑绝缘体。这种对三维蜂窝体系电子能带结构的综合分类可能对未来的材料合成具有指导意义。
2018-03-13 cond-mat.str-el
Interplay of Valence and Semimetal-to-Insulator Transitions in SmS
最近发现的Yb基金属周期晶体和准晶中Yb原子价涨落引起的一种新的量子临界现象，开辟了关联电子系统中一类新的量子临界现象。为了阐明这一新的概念是否可以推广到其他稀土基半金属和绝缘体，我们研究了在压力下表现出金-黑相变的SmS。通过建立SmS的模型，我们发现Sm的4f和5d轨道间的库仑排斥作用同时驱动了一级价态跃迁（FOVT）和半金属-绝缘体跃迁（MIT），从而解释了金-黑相变.通过确定FOVT的量子临界点，我们澄清了FOVT和MIT的基态相图。我们发现，激子凝聚在半金属和绝缘体阶段。我们的研究结果解释了测量的峰值异常的比热和压缩性在加压的金色SmS，并提供了一个线索，以澄清最近观察到的异常黑色SmS。
2021-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-Insulator-Like Behavior in Semimetallic Bismuth and Graphite
当高质量的铋或石墨晶体被放置在沿c轴（铋的三角轴）定向的磁场中并降低温度时，电阻会像绝缘体中那样增加，但随后会饱和。我们表明，结合不寻常的特点，具体到半金属，即，低载流子密度、小有效质量、高纯度以及相等数量的电子和空穴（补偿），产生了三种特征能量尺度的独特排序和间隔，这不仅是半金属所特有的，而且伴随着为观察表观场诱导的金属-绝缘体行为提供了宽窗口。使用磁输运和霍尔测量，这种不寻常的行为的细节被捕获与传统的多带模型，从而确认占领传统金属和半导体之间的一个独特的利基由半金属。
2005-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductivity and Ferroelectric Orbital Magnetism in Semimetallic Rhombohedral Hexalayer Graphene
Cornell University（康奈尔大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；School of Applied and Engineering Physics, Cornell University（康奈尔大学应用与工程物理学院）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）
研究揭示了层状六层石墨烯中由电场驱动的带倒转和铁电轨道磁性，发现双载流子起源的超导样态及磁滞回线现象。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit-driven quarter semimetals in rhombohedral graphene
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
通过引入自旋-轨道耦合，研究发现菱形多层石墨烯中的四分之一半金属特性，揭示了强相关性和拓扑学的相互作用。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonsymmorphic Dirac semimetal and carrier dynamics in doped spin-orbit-coupled Mott insulator Sr$_2$IrO$_4$
狄拉克费米子的出现是凝聚态物质中对称性和拓扑学相互作用的结果。目前的研究主要集中在研究关联系统中存在多体效应时的狄拉克费米子。在这里，我们证明了在轻掺杂的自旋-轨道耦合莫特绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$中出现了相关诱导的自旋保护狄拉克半金属态。我们发现非对称晶体对称性稳定了Dirac线结半金属，关联诱导的电子有序破缺进一步导致了从Dirac线结到Dirac点结半金属的相变.后一种状态通过Sr $_2$（Ir，Tb）O $_4$和（Sr，La）$_2$ IrO $_4$上的角分辨光电子能谱和太赫兹光谱实验证实。值得注意的是，即使在室温下，无质量狄拉克载流子的电动力学也由大约6 cm $^{-1}$的极小散射率控制，这是相对论准粒子的标志性行为。基于狄拉克点节点半金属态，也一致地解释了电动力学参数随温度的变化。
2020-06-22 cond-mat.str-el
Weyl semimetal in ultra-thin film of topological insulator multilayer
在超薄膜拓扑绝缘体中，上下表面的杂化打开了一个能隙，形成两个简并的量子反常霍尔态，从而产生一个量子自旋霍尔态。在本文中，我们证明了一个Weyl半金属可以实现在一个超薄膜的拓扑绝缘体异质结构中的类似的方式，一个强的三维（3D）拓扑绝缘体的表面状态的Burkov和Balents研究。研究发现，当磁场和薄膜结构反转不对称性破坏时间反转对称性和反转对称性时，系统同时实现了三维量子反常Hall相和三维量子自旋Hall相，并且在零能量处出现Weyl节点.
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological invariants for three dimensional Dirac semimetals and four dimensional topological rotational insulators
狄拉克半金属是一类由某些类型的晶体对称性保护的半金属相，其低能有效哈密顿量由三维（3D）狄拉克方程描述。尽管有各种理论研究，但描述狄拉克半金属拓扑性质的理论尚未完全建立。在这篇工作中，我们通过在四维（4D）中建立3D Dirac半金属和拓扑晶体绝缘体之间的映射，定义了3D Dirac半金属的拓扑不变量。我们证明了这一计划，通过构建一个紧束缚模型的4D拓扑晶体绝缘体的旋转对称性的保护。一种新的拓扑不变量，“旋转陈数”，被证明是该系统的拓扑特征。作为旋转陈数的结果，在这个4D系统的3D表面上发现了无间隙的狄拉克点。对于具有两个表面的平板，我们发现相应的两个表面态的低能有效理论可以直接映射到3D Dirac半金属的低能有效理论，这表明3D Dirac半金属的拓扑性质可以用4D中定义的转动Chern数来表征.我们的方案提供了一个新的系统的方法来提取拓扑半金属相的拓扑性质。
2016-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nematic topological semimetal and insulator in magic angle bilayer graphene at charge neutrality
我们报告了一个完全自洽的Hartree-Fock计算相互作用对扭曲双层石墨烯的莫尔平坦带的影响，假设谷U（1）对称性是尊重。我们使用现实的能带结构和相互作用，并专注于电荷中性点，在那里的实验有不同的报告绝缘或半金属行为。将搜索限制在谷U（1）对称性保持不破缺的阶上，我们发现了三种具有竞争基态能量的自洽解：（i）破坏$C_2 {\mathcal T}$对称性的绝缘体，包括谷陈绝缘体;（ii）自旋或谷极化绝缘体;（iii）旋转$C_3$对称性破坏半金属，其无隙性受到莫尔平坦带拓扑结构的保护。我们发现，这些国家的相对稳定性可以调整弱应变，打破$C_3$旋转。这种半金属绝缘子和$C_2 {\mathcal T}$断路绝缘子都是通过弱应变来稳定的。这些基态可能与在电荷中性时看到的半金属和绝缘行为以及它们的观察的样品可变性有关。我们还比较了电荷中性附近的STM测量结果。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hybridization-gap Formation and Superconductivity in the Pressure-induced Semimetallic Phase of the Excitonic Insulator Ta$_2$NiSe$_5$
激子绝缘体Ta $_2$ NiSe $_5$在Ps = 3 GPa的压力下经历了从波纹到平坦层结构的一级结构转变，这使得系统从几乎零禁带半导体到半金属。压力诱导的半金属，随着温度的降低，经历了过渡到另一个半金属的部分间隙为0.1-0.2 eV，伴随着单斜畸变类似于发生在激子过渡低于Ps。我们认为，部分间隙起源于钽导带和镍价带由于晶格畸变，表明电子晶格耦合的重要性，主要是从一个简单的允许的杂交。随着压力增加到Pc = 8 GPa，转变被抑制。最大Tsc = 1.2 K的超导性出现在Pc附近，可能是由强电子耦合的软声子介导的。电子-晶格耦合是Ta_2NiSe_5中与激子不稳定性同样重要的因素。
2021-07-01 cond-mat.str-el
Coherent transport in homojunction between excitonic insulator and semimetal
从一个双带模型的解决方案，我们预测，在一个半金属和激子绝缘体的交界处的热和电输运将表现出高电阻的行为和低熵产生在低温下，从一个半金属和一个正常的半导体结不同。这种现象，归因于无耗散激子流占主导地位的电荷传输，是基于更长的长度尺度的变化的有效界面电位的电子散射由于凝聚体的相干性比正常状态。
2005-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Insulator to Semimetal Transformation Tuned by Spin-Orbit Coupling
近藤绝缘体中拓扑非平凡电子态的最新理论研究指出了自旋轨道耦合（SOC）对稳定这些态的重要性。然而，系统的实验研究，调整SOC参数$λ_{\rm{SOC}}$在近藤绝缘体仍然难以捉摸。主要原因是（化学）压力或掺杂的变化强烈影响近藤耦合$J_{\text{K}}$和化学势$μ$ -这两个决定材料基态的基本参数-因此可能的$λ_{\rm{SOC}}$调谐效应仍然未被注意到。在这里，我们提出了成功的替代系列Ce $_3$ Bi $_4$（Pt $_{1-x}$ Pd $_x$）$_3$（$0 \le x \le 1$）的原型（非中心对称）近藤绝缘体Ce $_3$ Bi $_4$ Pt $_3$的生长。Pt-Pd取代是等结构、等电子和等大小的，因此可能使$J_{\text{K}}$和$μ$基本上保持不变。相比之下，$5d$元素Pt和$4d$元素Pd之间的大质量差导致$λ_{\rm{SOC}}$的大差异，因此$λ_{\rm{SOC}}$是系列中的主要调谐参数。令人惊讶的是，随着增加$x$（减少$λ_{\rm{SOC}}$），我们观察到近藤绝缘体半金属过渡，表现出前所未有的激烈的影响SOC。完全取代的终端化合物Ce $_3$ Bi $_4$ Pd $_3$显示最近预测的Weyl近藤半金属的热力学特征。
2017-06-16 cond-mat.str-el
Higher-order topological insulators and semimetals on the breathing Kagome and pyrochlore lattices
$d$维中的二阶拓扑绝缘体是没有$d-1$维拓扑边界态但具有$d-2$维拓扑边界态的绝缘体。它是传统拓扑绝缘体概念的扩展。高阶拓扑绝缘体已经在正方形和立方晶格中进行了研究。在本文中，我们推广到呼吸Kagome和烧绿石晶格。首先，我们在呼吸Kagome晶格上构造了一个二阶拓扑绝缘体。三个拓扑边界状态出现在三角形的角上，在每个角上实现1/3的分数电荷。其次，我们在呼吸烧绿石晶格上构造了一个三阶拓扑绝缘体。四面体的四个角上出现四个拓扑边界态，每个角上有1/4分数电荷。这些高阶拓扑绝缘体的特征是量子化的极化，它构成了体拓扑指数。最后，我们研究了一个二阶拓扑半金属通过堆叠呼吸Kagome晶格。
2018-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monte-Carlo study of Dirac semimetals phase diagram
本文用格点蒙特卡罗模拟研究了狄拉克半金属的相图。特别是，我们集中在动力学手征对称性破缺，导致半金属/绝缘体过渡。通过数值模拟，我们确定了不同费米速度各向异性值下半金属/绝缘体转变的临界耦合常数。这种测量使我们能够绘制狄拉克半金属的初步相图。结果表明，在具有库仑相互作用的狄拉克模型中，Na $_3$ Bi和Cd $_3$ As $_2$实验上已知是狄拉克半金属，它们都深深地位于相图的绝缘区域。它可能显示出在实际材料中屏蔽电子间相互作用的决定性作用，类似于石墨烯中的情况。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Symmetric topological Mott insulator and Mott semimetal
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
该研究提出对称拓扑莫特绝缘体与莫特半金属，通过双层 Haldane-Hubbard 模型揭示拓扑绝缘体与半金属的相变机制，并探讨其在二维材料中的应用。
2026-01-05 cond-mat.str-el
Density of States Scaling at the Semimetal to Metal Transition in Three Dimensional Topological Insulators
增加无序度可以诱导三维狄拉克半金属和扩散金属之间的量子相变。以无序$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体系统为例，用核多项式方法计算了单粒子态密度。我们专注于三个地区：在两个拓扑不同相的相界处的Dirac半金属，两个拓扑绝缘体相和扩散金属的三临界点，以及处于强无序状态的扩散金属。态密度服从一个新的单参数标度，坍缩到一个通用标度函数的两个分支上，对应于狄拉克半金属和扩散金属。计算了发散长度尺度临界指数$ν$和动力学临界指数$z$，发现它们与常规Anderson跃迁的临界指数有很大的不同.本文还讨论了三临界点附近和三临界点处实验观测量的临界行为。
2013-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Kondo resonance at a pristine two-dimensional Dirac semimetal on a Kondo insulator
两种不同材料的接近导致准粒子的复杂耦合，使得在界面处经常实现前所未有的电子状态。在这里，我们证明了共振型多体基态的石墨烯，一个非磁性的二维狄拉克半金属，当生长在SmB 6，近藤绝缘体，通过热分解的富勒烯分子。这种基态通常在具有相关电子的三维磁性材料中观察到。在衬底的特征近藤温度以上，原始石墨烯的电子能带结构保持几乎完整。然而，随着温度的降低，石墨烯的狄拉克费米子与Sm 4f态杂化。随着石墨烯的进一步冷却和载流子密度的增加，杂化和近藤共振显著增强，证明了石墨烯的导电电子在界面处对Sm 4f局域磁矩的近藤屏蔽.这些发现表明，近藤效应在石墨烯中的实现通过SmB 6的接近，这是由石墨烯的温度和载流子密度调谐。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interacting weak topological insulators and their transition to Dirac semimetal phases
拓扑绝缘体在强库仑相互作用的存在下构成物质的新相。这些阶段之间的转变可以由单粒子或多体效应驱动。在{ \it ab-initio}计算的基础上，我们确定了一种混凝土材料，{ \it，即} Ca $_{2}$ PtO $_{4}$，它是一种空穴掺杂的弱拓扑绝缘体。有趣的是，在这种材料中的Pt- $d$轨道与引起拓扑相的能带反转有关。因此，库仑相互作用在Ca $_{2}$ PtO $_{4}$中是重要的.为了研究相互作用对弱拓扑绝缘相的影响，我们研究了一个玩具模型，该模型对应于具有局部相互作用的Bernevig-Hughes-Zhang模型的层堆叠3D版本。对于小到中等的相互作用强度，我们发现新的相互作用驱动的拓扑相变之间的弱拓扑绝缘体和两个狄拉克半金属相。后者对应于无间隙拓扑相位。对于强相互作用，系统最终成为莫特绝缘体。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Semimetal-Antiferromagnetic Mott Insulator Quantum Phase Transition of the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
蜂窝晶格上的哈伯德模型经历了从半金属相到Mott绝缘相和从无序相到反铁磁相的量子相变。我们发现，这些转变同时发生，我们计算的临界耦合$U_c=3.835(14)$以及临界指数$ν=1.181(43)$和$β=0.898(37)$，预计将落入$SU(2)$ Gross-Neveu普适性类。为此，我们采用混合蒙特卡罗模拟，外推的单粒子间隙和自旋结构的因素的热力学和连续的时间限制，并进行数据崩溃拟合。我们还确定了相变两侧的单粒子能隙和交错磁化的零温度值。
2021-10-28 cond-mat.str-el
Floquet Topological Semimetal with Nodal Helix
节线拓扑半金属是一类新的拓扑物质，它是拓扑物质概念在拓扑绝缘体和Weyl/Dirac半金属基础上的扩展。在这里，我们表明，一个Floquet拓扑半金属与节点螺旋可以通过照射石墨烯或拓扑绝缘体的表面与圆偏振光。节螺旋线是一种以螺旋缠绕方式穿过布里渊区的节线形式。具体而言，它表明，辐照石墨烯的动力学描述的时间斯塔克哈密顿量，它可以主机Floquet拓扑绝缘体和弱驱动Floquet拓扑半金属与节点螺旋在高和低频率限制，分别。据预测，在低频下，$π$移动的Zak相位产生的拓扑不连续性沿投影节螺旋的动量谱的Floquet状态。在中频，这种拓扑结构的不连续性可以创建一个有趣的变化模式的准能量分散的Floquet状态。
2018-08-13 cond-mat.str-el
Correlated Hopf insulators
Rice University（莱斯大学）
本研究探讨了霍普夫绝缘体的关联驱动不稳定性，揭示了非常规威夷半金属和拓扑绝缘态的出现，并指出这些状态之间的相互关联。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic field-induced insulator-semimetal transition in a pyrochlore Nd2Ir2O7
我们研究了焦绿石型Nd 2 Ir 2 O 7单晶的磁输运性质。在全进全出型Ir-5d矩序绝缘体态的反铁磁畴壁上观察到金属导电，它可以被沿[111]方向的外磁场精细控制。另一方面，沿[001]方向的外加场诱导了从绝缘体到半金属的体相相变，这是由于场诱导的Nd-4f和Ir-5d磁矩组态的改变。一个理论计算一致地描述实验观察到的功能表明各种奇异的拓扑状态的电子相关性和Ir-5d的时刻顺序，可以通过选择稀土离子和磁场，分别微调的功能。
2015-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-energy electrodynamics of Dirac semimetal phases in the doped Mott insulator Sr$_2$IrO$_4$
在轻掺杂（Tb或La掺杂）莫特绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$中出现相关的狄拉克半金属相，其中在赝能隙下的d波破缺序在确定狄拉克简并性的性质中起关键作用，即，无论它是狄拉克线节点还是狄拉克点节点。在这里，我们使用具有Hubbard U和半经典Boltzmann输运理论的现实五轨道紧束缚模型，系统地研究了顺磁轻掺杂Sr $_2$ IrO $_4$中狄拉克半金属相的低能电动力学性质。我们研究了d波电子序和电子掺杂浓度对各种Dirac半金属相的电子能带结构和光学性质的影响。我们计算的带内光学电导率和获得的直流电导率，散射率，和Drude重量的电动力学参数的三个狄拉克半金属相：两个是狄拉克点节点状态观察到的3% Tb掺杂和5% La掺杂的Sr $_2$ IrO $_4$，另一个是狄拉克线节点状态。结果表明，Tb掺杂体系的电动力学参数随温度的变化趋势较强，而La掺杂体系和Dirac线结体系的电动力学参数随温度的变化趋势较弱，这与已有的实验数据一致.此外，利用低能有效理论，我们还比较了温度依赖的屏蔽效应在Tb-和La-掺杂系统中使用石墨烯作为参考。我们的研究结果为理解掺杂Sr $_2$ IrO $_4$中相关Dirac半金属相的输运和光学性质提供了有价值的见解。
2021-01-15 cond-mat.str-el
Distinguishing Mott and strain-induced anisotropic semimetals in magic-angle twisted bilayer graphene using Landau level spectroscopy
National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本研究针对魔角双层石墨烯的两种候选态，提出利用面外磁场结合朗道能级间隙层级区分莫特半金属与应变诱导各向异性半金属的明确判据，验证了结果的稳健性。
2026-08-24 cond-mat.str-el
Bad topological semimetals in layered honeycomb compounds
研究了具有显著自旋轨道耦合的蜂窝状化合物中的Mott相变。在有限温度下，我们确定了一个新的半金属相之间的拓扑绝缘体和拓扑莫特绝缘体。这种半金属的特点是没有电荷间隙，没有准粒子和有间隙的自旋激发与非平凡的拓扑性质。虽然电荷传导是不相干的，涉及违反Mott-Ioffe-Regel限制的平均自由路径，自旋激发可以沿着边缘弹道传输，从而产生量子化的自旋电导。这种坏的拓扑半金属可以在过渡金属双钙属化物的某些扭曲双层中接近莫特转变的地方寻找。
2022-04-05 cond-mat.str-el
Dirac-Kondo semimetals and topological Kondo insulators in the dilute carrier limit
重费米子系统不仅包含强的电子关联，这促进了一组丰富的量子相位，而且还包含大的自旋轨道耦合，这往往赋予电子态拓扑特征。近藤绝缘体被理解为与半填充带中的传导电子耦合的局部矩的晶格，即，每个晶胞中大约有一个电子的密度。在这里，我们提出了一个新的类近藤绝缘体出现时，导电电子带几乎是空的（或，等价地，满）。我们通过一个蜂窝状的安德森晶格模型证明了这种效应。在空载流子极限下，自旋轨道耦合在杂化重费米子带中产生能隙，从而产生拓扑近藤绝缘体。这种状态可以用整个相图中的一个邻近相来理解，这是一种狄拉克-近藤半金属，其准粒子激发表现出非平凡的贝里相。我们的结果指出，稀释载流子限制的重费米子系统作为一个新的设置来研究强关联绝缘和拓扑状态。
2016-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable phase transitions from semimetals to Chern insulators in two-dimensional quadratic-band-crossing materials
Tianjin University（天津大学）；Nanjing University（南京大学）
本文系统研究了静态对称性破缺微扰和偏振光驱动的动态Floquet项如何调控二维二次能带交叉点材料的拓扑相变，揭示了Berry曲率的不同行为，并实现了从半金属到陈绝缘体的可调拓扑相变。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak Topological Insulators and Composite Weyl Semimetals: $β$-Bi$_{4}$X$_{4}$ (X=Br, I)
虽然强拓扑绝缘体（STI）在理论预测后不久就在实验上实现了，但弱拓扑绝缘体（WTI）尚未得到明确的证实。一个主要的障碍是缺乏明显的天然卵裂表面来测试WTI的表面选择性标志。通过一个新的方案，我们发现Bi $_{4}$ X $_{4}$（X=Br，I），无论是稳定的还是以前合成的，都可以是具有两个自然解理面的WTI，其中两个各向异性的Dirac锥分别稳定和湮灭.我们进一步发现电荷掺杂下的四个表面态Lifshitz转变和单轴应变下的两个体拓扑相变。在WTI-STI转变附近，出现了一种新的外尔半金属相，即费米弧一般出现在两个解理面上，而费米圆只出现在一个选定的解理面上。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological semimetal-to-insulator phase transition between noncollinear and noncoplanar multiple-Q states on a square-to-triangular lattice
非共线和非共面磁序导致不寻常的电子结构和输运性质。本文研究了两类多Q磁有序态以及它们之间的二维拓扑相变。一种是正方晶格上的共面但非共线的双Q态，它是容纳无质量狄拉克电子的半金属。另一个是三角晶格上的非共面三Q态，它是一个陈氏绝缘体，表现出量子反常霍尔效应。我们在Kondo晶格模型的基础上统一讨论了这两个多Q态的特殊电子结构，认为这两个多Q态之间的量子相变是在正方形和三角形晶格之间连续变化的晶格几何结构.我们系统地研究了这种转变的可能性，通过使用平均场近似的基态的周期性安德森模型。在明确了双Q（三Q）态在正方形（三角形）晶格上稳定的参数区域后，我们证明了在正方形到三角形晶格上双Q Dirac半金属和三Q Chern绝缘体之间确实发生了连续的拓扑相变.过渡的性质进行了讨论的拓扑保护的边缘状态，以及散装的磁性和电子性质。结果表明，在有限温度下可能出现与多Q手征自旋液体态有关的反常临界现象。
2014-12-02 cond-mat.str-el
Gap generation and semimetal-insulator phase transition in graphene
在准粒子库仑相互作用的连续介质模型下，研究了悬浮清洁石墨烯中的能隙产生。用动态极化函数求解能隙方程，结果表明，与静态极化函数相比，临界耦合常数α c=0.92，与晶格蒙特卡罗模拟结果接近.有人认为，额外的短程四费米子相互作用应包括在连续介质模型来解释晶格模拟结果。我们得到的临界线在平面上的电磁和四费米子耦合常数，并找到一个二阶相变分离零间隙和带隙的阶段，临界指数接近晶格计算中发现的。
2009-12-15 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Topological Kondo semimetal and insulator in AB-stacked heterobilayer transition metal dichalcogenides
Flatiron Institute（平顿研究所）；Rutgers University（罗格斯大学）；Stony Brook University（石溪大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究发现AB堆叠MoTe₂/WSe₂异质双层在特定空穴掺杂下可实现拓扑近藤半金属与绝缘体，揭示手性近藤耦合的作用及应变场的调控效应。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contrasted Sn Substitution effects on Dirac line node semimetals SrIrO$_{3}$ and CaIrO$_{3}$
钙钛矿型铱酸盐SrIrO $_{3}$和CaIrO $_{3}$是由晶体对称性保护的Dirac线节点半金属，为研究拓扑半金属上的电子相关效应提供了一个有趣的场所。采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_{3}$（001）衬底上外延生长SrIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$和CaIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$薄膜，研究了Sn掺杂的影响。在Sn掺杂时，半金属基态切换成绝缘体。当温度降低时，高于临界掺杂水平（$x_{\text{c}} \sim 0.1$）的SrIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$的电阻率$ρ(T)$显示出在$T = T_{\text{c}}$下从半金属到弱铁磁绝缘体的明确转变。相反，随着$x$的增加，CaIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$的$ρ(T)$显示出幅度的快速增加，但在温度依赖性中没有显示出金属-绝缘体转变的明显特征。我们认为，这两个密切相关的铱酸盐的对比行为反映了Sn掺杂增强的电子相关和无序的影响之间的相互作用。
2019-11-13 cond-mat.str-el
Chiral magnetic conductivity and surface states of Weyl semimetals in topological insulator ultra-thin film multilayer
我们研究了一个超薄的拓扑绝缘体（TI）多层薄膜作为三维（3D）Weyl半金属模型。我们引入隧穿参数$t_S$，$t_\perp$，和$t_D$，其中前两个参数耦合层相同的薄膜在小和大的动量，和后一个参数耦合相邻的薄膜层沿$z$方向。计算了体系各拓扑相的Chern数，发现对于$t_S,t_D>0$，随着体系从Weyl半金属相向绝缘相转变，隧道参数$t_\perp$由正向负变化.我们进一步研究了在含时磁场存在下系统的手征磁效应。我们计算的手征磁导率的低温依赖性，并表明，它捕获三个不同的阶段的系统分离的高原。此外，我们提出并研究了卟啉薄膜的三维晶格模型，卟啉薄膜是一种已知支持拓扑Frenkel激子边缘态的有机材料。我们表明，该模型具有三维外尔半金属相，也支持二维外尔半金属相。进一步证明了该模型恢复了拓扑绝缘体薄膜多层膜中三维Weyl半金属的模型。从而为模拟拓扑绝缘体薄膜多层膜中的三维Weyl半金属铺平了道路。我们得到了3D模型中的表面态（费米弧）和2D模型中的手征边缘态，并分析了它们的拓扑性质。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic Phase Diagram of the Three-Chain Hubbard Model for Semiconducting and Semimetallic Ta$_2$NiSe$_5$
基于准一维三维哈伯德模型，研究了具有两个导带（$c$）和一个价带（$f$）的过渡金属硫族化合物$_2$ NiSePDMATHABMN的激子绝缘体材料.在两个$c$带中只有一个带和$f$带与费米能级交叉的半金属情况下，从$c$ - $f$补偿半金属到均匀激子绝缘体的跃迁与半导体情况一样在低温下发生。另一方面，当另一个$c$带也穿过费米能级时，系统显示出三种类型的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）激子级，其特征在于具有有限质心动量$q$的激子的凝聚，对应于不平衡的两个$c$和一个$f$费米表面之间的三种类型的嵌套矢量。所获得的FFLO状态是金属的激子绝缘体相比，预计将在高压下观察到半金属Ta $_2$ NiSe $_5$。
2018-03-16 cond-mat.str-el
Symmetry Enforced Stability of Interacting Weyl and Dirac Semimetals
在包括二维石墨烯和三维狄拉克和外尔半金属的一系列新型材料中具有的节点和有效相对论性色散在过去十年中引起了极大的兴趣。在这里，通过研究的结构和对称性的图形扩展，我们表明，这些节点接触点实际上是微扰稳定的所有订单相对于一般的两体相互作用。对于与单层和多层石墨烯、I型和II型Weyl和Dirac半金属以及具有更高拓扑电荷的Weyl点相关的有效低能理论，这种稳定性被证明是空间对称性的直接结果，该空间对称性与有效哈密顿量反交换，同时保持相互作用不变。一个更精细的参数被应用到蜂窝晶格模型的石墨烯显示其狄拉克点也是微扰稳定的所有订单。我们还给出了节点哈密顿的例子，获得一个间隙的相互作用的对称性不同于外尔和狄拉克材料的后果。
2017-12-21 cond-mat.str-el
Emergence of Spinon Fermi Arcs in the Weyl-Mott Metal-Insulator Transition
本文提出一个最小微观模型，证明Weyl-Mott绝缘体表面存在自旋子费米弧，并揭示有限温度下无准粒子的中间Weyl半金属相及表面Mott能隙被抑制的机制，为烧绿石铱氧化物中的坏半金属行为提供理论解释。
2023-07-19 cond-mat.str-el
Stability of Multinode Dirac Semimetals against Strong Long-Range Correlations
研究了三维空间中具有$N$节点的Dirac半金属在强$1/r$库仑相互作用下的稳定性.我们特别研究了$N=4$和$N=16$的情形，其中$N=4$狄拉克半金属用交错费米子描述，而$N=16$狄拉克半金属用双格费米子描述。我们考虑了体电子之间的$1/r$长程库仑相互作用。基于U（1）格点规范理论，从强耦合极限出发，对系统进行了分析。结果表明，当狄拉克锥的面外费米速度各向异性较弱时，狄拉克半金属在强耦合极限下仍然存在，而当各向异性较强时，狄拉克半金属转变为莫特绝缘体.提出了关联多节点狄拉克半金属的一种可能的全局相图。我们的结果的影响Weyl半金属和三维拓扑绝缘体的稳定性进行了讨论。
2014-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Evolution from quantum anomalous Hall insulator to heavy-fermion semimetal in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究通过动量空间量子蒙特卡洛模拟，发现魔角扭曲双层石墨烯在偏离手性极限时，基态从量子反常霍尔绝缘体演化为具有重费米子特征的关联半金属态，并揭示了其光谱特征。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism and multi-domain spin textures in twisted Mott insulator - semimetal heterobilayers
该研究针对范德华异质结实验进展，通过推导有效自旋模型与蒙特卡洛模拟，探究莫特绝缘体-半金属莫尔超晶格的涌现磁性，揭示堆叠依赖的层间近藤作用对多畴磁有序的调控机制。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical and Thermal conductance through a Nodal Surface Semimetal-Insulator-Superconductor junction
Netaji Mahavidyalaya（纳塔吉大学）；Ramakrishna Mission Vidyamandira（罗摩克里希那使命维迪亚曼迪拉）；Aghorekamini Prakashchandra Mahavidyalaya（阿戈雷卡米尼·普拉卡尚德拉大学）
研究拓扑节点表面半金属-绝缘体-超导体结的电和热导通行为，揭示其周期性导电特性及与传统结的差异。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Model for Metal-Insulator Transition in Graphene Superlattices and Beyond
我们提出了一个双轨道的哈伯德模型在一个新兴的蜂窝晶格来描述扭曲双层石墨烯的低能物理。我们的模型为研究最近观察到的金属-绝缘体相变、朗道能级简并提升和非常规超导提供了理论基础。
2018-07-27 cond-mat.str-el
Correlated Insulators in Twisted Bilayer Graphene
在石墨烯双层上的实验，其中顶层相对于下面的一层旋转，当莫尔带被部分填充时，显示出绝缘行为。我们计算了这些相位中的电荷分布，并估计了激发能隙。
2021-01-18 cond-mat.str-el
Helical Spin Order from Topological Dirac and Weyl Semimetals
我们研究了拓扑Dirac和Weyl半金属的动力学质量产生和由此产生的螺旋自旋序，包括量子自旋Hall绝缘体的边缘态、弱拓扑绝缘体的表面态和Weyl半金属的体材料.特别地，外尔半金属的螺旋自旋织构以可见的方式显示了外尔费米子的自旋-动量锁定。螺旋序的自旋波波动携带电荷密度;因此，可以以简单且可预测的方式电控制自旋织构。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
