The Dirac Composite Fermion of the Fractional Quantum Hall Effect
本文综述了最近提出的半满朗道能级的狄拉克复合费米子理论。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall hep-th
Time reversal, fermion doubling, and the masses of lattice Dirac fermions in three dimensions
最近的三维晶格哈密顿与无质量狄拉克费米子在其（散装）频谱的例子的启发，我重新讨论的问题，费米子加倍的二分晶格。在时间反演和宇称不变的d维格点系统中，狄拉克费米子的分量数由$d+1$厄米狄拉克矩阵的Clifford代数的最小表示决定，它允许用单位平方构造时间反演算子，对于$d=2,3$，它等于$d+1$.可能的质量条款（无自旋）狄拉克费米子上市和讨论。在三维空间中，一共有八个独立的质量，其中四个是偶数，四个是奇数。构造了一个特定的时间反演对称性破坏，导致（最小）四分量无质量狄拉克费米子在三维低能量。
2011-08-03 cond-mat.mes-hall hep-lat hep-th
Transport in inhomogeneous quantum critical fluids and in the Dirac fluid in graphene
我们发展了一个通用的流体动力学框架，用于计算洛伦兹不变量子临界点附近强相互作用有限温度量子系统中的直流热和电输运。我们的框架在电子流体的背景电荷密度中的长波长波动的强度中是非微扰的，并且要求电子-电子散射的速率比电子-杂质散射的速率快。我们使用这种形式主义计算的狄拉克流体中的清洁样品的石墨烯附近的电荷中性点的输运系数，并发现结果不敏感的长程库仑相互作用。数值计算结果进行了比较，最近的实验数据在狄拉克流体的导热性和导电性在石墨烯和现有的流体动力学theors. We之间的相互作用的狄拉克流体和声学和光学声子的评论，并定性地解释实验观察到的效果大大提高定量协议。我们的工作为实验实现的凝聚态系统和广泛的高能量激发的相互作用的多体量子系统中的传输理论之间的定量联系铺平了道路。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
The Dirac composite fermion of the fractional quantum Hall effect
本文综述了最近提出的半满朗道能级的狄拉克复合费米子理论。本文基于2016年3月11日至13日在芝加哥大学Nambu研讨会上的演讲。
2016-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Is the Composite Fermion a Dirac Particle?
本文提出了半满朗道能级费米液体基态的粒子-空穴对称理论。这个理论应该适用于磁场中电荷中性的狄拉克费米子，以及在可忽略的朗道能级间混合极限下的非相对论费米子的$ν=\frac12$量子霍尔基态。我们认为，当粒子-空穴对称性是准确的，复合费米子是一个无质量的狄拉克费米子，其特征在于周围的费米圆的$π$的Berry相位。本文给出了这种费米子的有效场论，并讨论了它的离散对称性，特别是$\mathcal C\mathcal P$。狄拉克复合费米子通过规范相互作用，但非陈-西蒙斯相互作用。填充因子为$\frac n{2n+1}$和$\frac{n+1}{2n+1}$的Jain序列态的粒子-空穴共轭对，在传统的复合费米子图像中对应于具有不同填充因子$n$和$n+1$的整数量子霍尔态，现在被映射到狄拉克复合费米子的相同的半整数填充因子$n+\frac12$。我们将Pfizer态和反Pfizer态解释为轨道角动量符号相反的狄拉克费米子的$d$波Bardeen-Cooper-Schrieffer配对态，而$s$波配对将产生粒子-空穴对称的非阿贝尔带隙相位。当粒子-空穴对称性不精确时，狄拉克费米子具有$\mathcal C\mathcal P$破缺质量。传统的费米子陈-西蒙斯理论是在质量理论的非相对论极限下出现的。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Pseudospin-filter tunneling of massless Dirac fermions
该研究理论探究无质量狄拉克费米子经δ函数型磁势垒引入的矢量势垒的隧穿特性，发现其对不同赝自旋费米子透射性差异显著，调节势垒高度可实现赝自旋过滤效应。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall
Isotropic Landau levels of Dirac fermions in high dimensions
我们将二维狄拉克费米子的朗道能级推广到三维及以上的具有完全旋转对称性的情形。与二维情形类似，无质量狄拉克费米子存在一个零能朗道能级分支。其他朗道能级的光谱分布对称于朗道能级指数平方根的零能量标度。这种机制是狄拉克费米子与背景场的非最小耦合。这个高维相对论朗道能级问题是Li和Wu [arXiv：1103.5422（2011）]中研究的非相对论版本的平方根问题。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Analog Unruh effect of inhomogeneous one-dimensional Dirac fermions
Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
本研究构建了可模拟加速观测者的一维狄拉克费米子系统，验证了速度非均匀突变引发的模拟安鲁效应，明确了不同速度分布下的效应特征与粒子产生的局域特性，为实验室验证引力相关效应提供了理论依据。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall gr-qc
Massless Dirac Fermions in Graphene under an External Periodic Magnetic Field
通过求解无质量狄拉克费米子的两分量旋量方程，我们证明了石墨烯在周期性外部磁场下表现出独特的能谱：在低能量下，狄拉克费米子位于具有离散朗道能级的磁性区域内，而在较高能量下，狄拉克费米子主要存在于非磁性区域，其连续能带源自类似于粒子的波函数。电子的盒子状态。这些发现为石墨烯中无质量狄拉克费米子的控制和调谐提供了一种新的方法。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall
Dirac Fermions in condensed matter and beyond
本文旨在对二维系统中的狄拉克点进行理论讨论。虽然狄拉克点和狄拉克费米子是石墨烯（二维石墨）中的主要低能电子，但狄拉克费米子在低能物理学中的研究已经扩展到凝聚态系统之外。在这些替代系统中，可以实现在相关频带参数的操纵中的大的通用性。这允许系统地研究狄拉克点的运动和不同可能的融合，这超出了石墨烯的物理极限。本文介绍了狄拉克费米子的基本性质和狄拉克点的运动，并对这些运动进行了拓扑分类。在特定的模型系统的理论概念进行了说明。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Population inversion and Dirac fermion cooling in 3D Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$
揭示三维狄拉克费米子在光激发下的超快动力学对于基础科学和器件应用都是至关重要的。到目前为止，三维狄拉克费米子的冷却与二维（2D）狄拉克费米子的冷却有何不同以及是否存在粒子数反转是有待回答的基本问题。在这里，我们揭示了超快动力学狄拉克费米子在一个模型的三维狄拉克半金属镉$_3$作为$_2$的超快时间和角度分辨光电子能谱（TRARPES）与可调探测光子能量从5.3 - 6.9 eV。能量和动量分辨的弛豫速率显示出对能量的线性依赖性，表明狄拉克费米子冷却通过带内弛豫。此外，人口反转报告的基础上观察到的累积光激发载流子的导带中的寿命为$τ_n$ = 3.0 ps。我们的工作为3D狄拉克半金属中的长寿命粒子数反转提供了直接的实验证据，这与2D石墨烯相反，其中带间弛豫发生在更快的时间尺度上。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall
Graphene Dirac fermions in one-dimensional inhomogeneous field profiles: Transforming magnetic to electric field
我们证明了石墨烯在一维非均匀磁场下的低能电子结构可以映射到石墨烯在电场下的低能电子结构，反之亦然。作为该变换的直接应用，我们发现石墨烯中的载流子速度在沿一个方向具有零平均通量的周期性磁场下各向同性地降低。这种违反直觉的重整化起源于石墨烯电子态的赝自旋性质，并且对无序具有鲁棒性。在具有有限平均通量的磁性石墨烯超晶格中，由于石墨烯的线性能量色散，高场下的朗道能级带宽呈现出随着平均磁场强度的增加而减小的非常规行为。作为我们的转换关系的另一个应用，我们表明，电子通过磁势垒在石墨烯中的传输概率可以直接从那些通过静电势垒或反之亦然。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Heavy Dirac fermions in a graphene/topological insulator hetero-junction
石墨烯和三维拓扑绝缘体表面态的低能物理都是用具有线性色散的无隙狄拉克费米子来描述的。在这项工作中，我们预测了一个“重”狄拉克费米子出现在石墨烯/拓扑绝缘体异质结，其中的线性项几乎消失，相应的能量色散变得高度非线性。通过结合{ \it ab initio}计算和一个有效的低能模型，我们明确地显示了如何在石墨烯和拓扑绝缘体的表面态之间的狄拉克费米子的强杂化可以降低狄拉克费米子的费米速度。由于线性项可以忽略不计，相互作用效应将大大增强，并可以驱动“重”狄拉克费米子态到具有非零霍尔电导的半量子霍尔态。
2016-02-29 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
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
Renormalization Group Approach to Stability of Two-dimensional Interacting Type-II Dirac Fermions
II型外尔/狄拉克费米子是传统或I型外尔/狄拉克费米子的推广，其圆锥谱倾斜，使得费米面在二维中变成线，在三维中变成面，而不是传统外尔/狄拉克费米子的离散点。与质量无关的重整化群计算表明，倾斜参数随尺度单调减小，导致二维Ⅱ型Weyl/Dirac费米子向Ⅰ型费米子的跃迁.由于费米面的非平凡性，光子通过手征反常部分获得有限质量，导致Weyl/Dirac费米子的强屏蔽效应。因此，各向异性的第二类狄拉克半金属对库仑相互作用变得稳定。这项工作提供了深刻的洞察费米面的几何形状和库仑相互作用之间的相互作用。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall
Tangent fermions: Dirac or Majorana fermions on a lattice without fermion doubling
该研究提出无费米子加倍的tangent晶格费米子，分析其拓扑Dirac锥，并展示Klein隧穿、强反局域化、异常量子霍尔效应和Majorana金属等应用。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall
Type-II Dirac fermions in the PtSe$_2$ class of transition metal dichalcogenides
最近，在电子和空穴在孤立的外尔点接触的物质新相中发现了一种新的“II型”外尔费米子，它表现出奇异的现象，如角相关的手征异常。[Nature \textbf{527}，495（2015）]这提出了一个有趣的问题，即它的对应物，第二类\textit{Dirac}费米子，存在于实际材料中。在这里，我们预测的存在下，在一类过渡金属二硫属化物材料的双保护的II型狄拉克费米子。我们对PtSe $_2$的第一性原理计算揭示了它的体II型狄拉克费米子，它具有强烈倾斜的狄拉克锥、新颖的表面态和奇异的掺杂驱动的Lifshitz跃迁.结果表明，$_2$型材料中第二类狄拉克费米子的存在与其结构的$P\bar{3}m1$对称性密切相关，这为第二类狄拉克费米子的实验实现提供了有益的指导，并提供了不同于已知标准狄拉克费米子的有趣物理性质.
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local and Tunable Geometric Phase of Dirac Fermions in a Topological Junction
我们发现了固体中狄拉克费米子的一种新的几何相位，它是偏振光的潘查拉特南相位的电子模拟。几何相位发生在狄拉克费米子在结的局部和非绝热散射事件中，揭示了手征粒子散射的拓扑方面，并且它在实验上可调谐到任意值。它提供了一个独特的方法来检测的狄拉克费米子的金属-绝缘体结中的绝缘体的拓扑顺序，建立新的体边缘对应。几何相位也修改了狄拉克费米子的基本量子化规则，提出了具有非平凡电荷和自旋输运的拓扑器件，如拓扑波导和拓扑晶体管。
2012-10-22 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
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
Localization of Dirac-like excitations in graphene in the presence of smooth inhomogeneous magnetic fields
本文讨论了非均匀磁场作用下石墨烯中狄拉克激发态的磁约束。在第一种情况下，选择沿z轴定向的磁场，其大小与$1/r$成比例。在下一种情况下，我们选择一个更真实的磁场，它不会在原点爆炸，并逐渐远离原点。所选磁场对于径向坐标的有限值没有任何有限/无限不连续性。这两个磁场的新颖性与用于找到激发的激发谱的方程有关。结果表明，二维氢原子问题的束缚态解与存在$1/r$（反径向）磁场时石墨烯的激发谱有关。对于另一个磁场分布，可以使用二维截止库仑势的束缚态谱的知识来指示石墨烯的状态的激发谱。在反向径向磁场存在下，石墨烯的激发谱可以精确求解，而在另一种情况下则不能。在后一种情况下，我们给出了石墨烯零能态的局域解。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Measuring Majorana fermions qubit state and non-Abelian braiding statistics in quenched inhomogeneous spin ladders
本文研究了自旋梯模型中的Majorana费米子。我们提出并数值计算了通过测量淬灭非均匀自旋梯中的熔合激发可以读出MFs量子比特态。此外，我们构造了一个精确可解的T结自旋梯模型，该模型可用于实现微纤维的编织操作。将编织过程模拟为非平衡淬火过程，验证了自旋梯模型中的磁场服从非阿贝尔编织统计。我们的方案不仅为研究微扰的奇异性质提供了一个很有前途的平台，而且在拓扑量子计算中有着广泛的应用。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Algebraic structure of Dirac fermion state in α-(BDET-TTF)_2I_3
本文研究了有机导体α-（BDET-TTF）_2I_3中狄拉克费米子态的代数结构。我们找到了描述Dirac费米子手征性的α-（BDET-TTF）_2I_3哈密顿量的一对生成元。与这些发生器相关联的相位参数与布里渊区中狄拉克点的位置有着密切而简单的关系。利用生成元的形式，构造了一个简化形式的哈密顿量，它与α-（BDET-TTF）_2I_3具有Dirac费米子的某些特征。对于约化的哈密顿量，我们给出了位于布里渊区任意点的狄拉克点位置的解析表达式，该位置由跳跃参数决定。
2012-11-26 cond-mat.mes-hall
Quantum simulation of Dirac fermion mode, Majorana fermion mode and Majorana-Weyl fermion mode in cavity QED lattice
量子模拟的目的是使用强调相同数学模型的可控实验室系统来模拟量子系统。腔QED晶格系统是模拟相对论量子效应规定系统。在腔QED格子中，我们量子模拟了Dirac费米子模、Majorana费米子模和Majorana-Weyl费米子模以及它们之间的交叉。我们还提出了不同模式激发的场算符之间的不同解析关系。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Massive Dirac Fermions Signal in Raman Spectrum of Graphene
石墨烯中的无质量狄拉克费米子可以通过不同类型的亚晶格对称性破缺微扰获得质量，并且越来越需要使用常规方法来确定此质量。我们描述了如何使用拉曼光谱确定的交错的亚晶格势所造成的质量和解释的机制方面的大规模狄拉克费米子的赝自旋极化。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creation of Helical Dirac Fermions by Interfacing Two Gapped Systems of Ordinary Fermions
拓扑绝缘体（TI）是一类特殊的材料，其特征是螺旋狄拉克费米子在体（表面）能隙中间的表面（边缘）狄拉克锥态。然而，当TI的厚度（宽度）减小时，表面（边缘）状态之间的相互作用将打开移除狄拉克锥的间隙。使用密度泛函理论计算，我们证明了创建螺旋狄拉克费米子从接口两个带隙的TI膜，一个单一的双层Bi生长在一个单一的五重层Bi2Se3或Bi2Te3。理论预测得到了实验的直接证实。我们进一步表明，非本征螺旋狄拉克费米子主要由Bi双层态，这是由一个巨大的Rashba效应，由于界面电荷转移。我们的研究结果提供了一个很有前途的新方法来创建新的TI材料的界面工程。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic confinement of massless Dirac fermions in graphene
由于克莱因隧穿，静电势不能限制狄拉克电子。我们证明了在非均匀磁场的作用下，可以将无质量的狄拉克费米子限制在单层石墨烯片中。这允许人们通过磁势垒在石墨烯中设计介观结构，例如量子点或量子点接触。
2007-01-30 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
Triplet Fermions and Dirac Fermions in Borophene
硼化物是由硼构成的单层材料。一个称为$β_{12}$ boropehene的完全平面硼烯具有Dirac锥，根据最近的实验和第一性原理计算结果，它们被紧束缚模型很好地再现。我们明确地推导出一个狄拉克理论。狄拉克锥在反演对称存在时是无隙的，而在反演对称破缺时是有隙的。此外，当所有的转移能相等且所有的在位能相等时，三带接触点与赝自旋三重态费米子一起出现。否则，三带接触稍微解决。我们构造了三重态费米子的有效三带理论。我们还研究了硼纳米带的边缘态，它表现出不同的行为取决于边缘终止的方式。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall effect of Dirac fermions on the surface of a topological insulator
研究了强拓扑绝缘相的Wilson-Dirac型拓扑绝缘体薄膜表面Dirac费米子的量子霍尔效应。虽然磁场破坏了体的时间反演对称性，但即使在强场状态下，表面态也可以存活。我们研究如何朗道水平的表面态的对称性破缺微扰的影响。
2017-03-07 cond-mat.mes-hall
Observation of magneto-phonon resonance of Dirac fermions in graphite
在石墨中观察到狄拉克费米子磁激子与光学声子的相干耦合，这两个耦合模的分裂与磁场有关，并且具有反交叉行为。尖锐的磁-声子共振发生在石墨样品的区域中，该区域具有优良的单层石墨烯的性质，具有增强的狄拉克费米子寿命。大大减少的载流子展宽到低于石墨烯电子-声子耦合常数的值解释了尖锐共振的出现，揭示了狄拉克费米子的基本相互作用。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized eigenproblem without fermion doubling for Dirac fermions on a lattice
在拓扑绝缘体或超导体表面对单锥狄拉克哈密顿量进行空间离散时，需要采用特殊的“交错”网格，以避免在布里渊区出现虚假的第二锥。我们适应的Stacey离散格点规范理论产生一个广义本征值问题，形式为${\mathcal H}ψ=E {\mathcal P}ψ$，厄米特紧束缚算子${\mathcal H}$，${\mathcal P}$，局部守恒粒子流，并保持手征和辛对称性。这使得研究狄拉克费米子在四个对称类A，AII，AIII和D的光谱统计。
2021-10-14 cond-mat.mes-hall
New Generation of Massless Dirac Fermions in Graphene under External Periodic Potentials
我们表明，新的无质量狄拉克费米子产生时，一个缓慢变化的周期性电位施加到石墨烯。这些准粒子产生于超胞布里渊区边界附近，具有各向异性的群速度，与原始的无质量狄拉克费米子不同。准粒子波矢（从新的狄拉克点测量），广义赝自旋矢量和群速度不是共线的。我们进一步表明，与一个适当的三角对称的周期势，存在一个能量窗口，在该窗口上唯一可用的状态是这些准粒子，从而提供了一个很好的系统，以实验探测新的无质量狄拉克费米子。所需的外部电位参数在实验室条件范围内。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall
Nodal Arc in Disordered Dirac Fermions: Connection to Non-Hermitian Band Theory
我们表明，狄拉克费米子系统在二维一般表现出无序诱导的节弧取代节点和倾斜狄拉克锥，提供的狄拉克费米子的两个组件对应于两个不同的轨道无关的对称性。在我们引入的无序狄拉克模型中，利用重整化群分析明确地证明了这一结果，其中无序势对两个轨道的作用不同。正如我们通过数值模拟和自洽玻恩近似计算所示，这将使系统进入一个新的强无序相。
2018-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dirac fermion wave guide networks on topological insulator surfaces
拓扑绝缘体表面的磁性织构可以用来设计畴壁狄拉克费米子的波导网络和分束器。简单的分析参数的指导下，我们模拟狄拉克费米子干涉仪由两个平行的路径，从而采用新开发的交错网格蛙跳离散计划在2+1维吸收边界条件。通过改变磁化强度（路径长度）或施加的偏置（波长），可以在相长干涉与相消干涉之间调谐净透射。基于这一原理，提出了一种狄拉克费米子晶体管。扩展到更一般的网络进行了讨论。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single valley Dirac fermions in zero-gap HgTe quantum wells
近年来，狄拉克费米子在凝聚态物理中得到了广泛的研究。许多理论预言都严格依赖于狄拉克费米子出现的谷的数量。在这项工作中，我们发现了一个二维系统的单谷狄拉克锥。我们研究了碲化汞量子阱的输运性质，在临界厚度之间的拓扑平凡和量子自旋霍尔相位分离。在高磁场下，量子化的霍尔平台证明了该系统中存在一个单一的谷狄拉克点。此外，我们清楚地观察到零模自旋能级的线性色散。狄拉克点处的电导率及其温度依赖性也可以从单谷狄拉克费米子物理学中得到理解。
2010-09-23 cond-mat.mes-hall
Delocalization of 2D Dirac Fermions: the Role of a Broken Supersymmetry
利用超场表象研究了具有随机质量的二维狄拉克费米子的离域机制。虽然局域化效应很强，但由于模型中一种特殊的超对称性的自发破缺，一个费米子分量可以离域。离域费米子具有非奇异态密度，并由扩散传播子描述。如果随机质量的平均值足够大，超对称性就恢复了。这是伴随着一个关键的玻色子组件。
1997-11-11 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in graphene fractional quantum Hall state at half filling: evidence for Dirac composite fermions
分数量子霍尔系统中的复合费米子被认为在半充满$ν=1/2$时形成弱相互作用粒子的费米海。最近，有人提出（D。T. Son，Phys.Rev.X5，031027（2015）），这些复合费米子是狄拉克粒子。在我们的工作中，我们实验证明，在单层石墨烯中发现的复合费米子是狄拉克粒子在半填充。我们的实验已经解决了在$ν=1/2$附近的高迁移率，悬浮的石墨烯Corbino盘中的H2O态。我们发现强烈的温度依赖性的电导率$σ$远离半填充，这是符合预期的电子-电子相互作用诱导的间隙在CH 3OH状态。然而，在半填充，电导率的温度依赖性$σ(T)$变得相当弱，正如预期的费米海的复合费米子，我们发现只有对数依赖$σ$上$T$。这种量子修正的符号与复合费米子的弱反定域相吻合，这揭示了石墨烯中复合费米子的相对论狄拉克性质。
2016-12-11 cond-mat.mes-hall
Weak localization of Dirac fermions in graphene beyond the diffusion regime
我们发展了一个在整个经典弱磁场范围内都有效的二维无质量狄拉克费米子弱局域化的微观理论。应用该理论计算了石墨烯和块状拓扑绝缘体导电表面的弱局域化引起的磁电阻。
2011-04-19 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
Dirac Fermions in Antiferromagnetic Semimetal
由于科学兴趣和技术应用，在凝聚态系统中基本粒子的类似物已经被广泛地寻找。近年来，人们发现狄拉克半金属材料中出现了无质量的狄拉克费米子。所有已知的狄拉克半金属都具有时间反演对称性$\mathcal{T}$和反演对称性$\mathcal{P}$。在这里，我们表明，狄拉克费米子可以存在于一种类型的反铁磁系统中，$\mathcal{T}$和$\mathcal{P}$被打破，但他们的组合$\mathcal{PT}$是尊重。我们提出了正交反铁磁CuMnAs作为候选者，分析了狄拉克点的对称性保护的鲁棒性，并通过\emph{ab initio}计算证明了其独特的体色散以及相应的表面态。我们的结果为实现狄拉克材料提供了一条新的途径，并为研究狄拉克费米子物理和磁性的相互作用提供了一个可能的平台。
2016-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of Parity Anomaly in Massive Dirac Fermions on a Lattice
The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究了二维晶格上质量狄拉克费米子的奇偶性异常问题，发现当正确实施晶格正则化并考虑平移对称性时，质量狄拉克费米子不存在半整数量子霍尔电导率，而仅在非物理的无限动量截断极限下出现。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transmission and Goos-Hänchen like Shifts through a Graphene Double Barrier in an Inhomogeneous Magnetic Field
我们研究了电子在非均匀磁场中被双势垒散射时的输运性质。我们计算了我们系统的透射系数和Goos-Hänchen位移，并注意到在一定的能量范围内不允许透射。特别是，我们发现，与静电势垒，磁势垒能够限制狄拉克费米子。我们还建立了狄拉克费米子的电子传输特性与Goos-Hänchen位移之间的相关性，如数值数据所反映的那样。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface States of a System of Dirac Fermions: A Minimal Model
本文简要介绍了狄拉克材料表面态的理论研究工作。在这些功能的包络波函数和边界条件的形式主义，一个极小模型制定的解析描述表面和边缘状态的各种（拓扑和非拓扑）类型的狄拉克费米子（DF）在几个系统。讨论了该模型的适用条件。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Dirac Fermions and Topological Phases in Magnetic Topological Insulator Films
本文基于三维拓扑绝缘体薄膜有效模型的精确解建立Dirac费米子理论，阐明表面态与体态的量子霍尔电导，并利用磁交换作用调控质量与手性以产生多种拓扑绝缘相和新型拓扑金属相。
2025-09-27 cond-mat.mes-hall
Chain of Majorana States from Superconducting Dirac Fermions at a Magnetic Domain Wall
我们从理论上研究了具有面内磁化的铁磁体附近的二维狄拉克费米子的强II型s波超导态。结果表明，一个磁畴壁可以主机的超导序参量，其中每一个绑定的马约拉纳费米子状态等间距的涡旋链。相邻Majorana态的重叠积分对狄拉克费米子化学势的位置很敏感。这导致了马约拉纳费米子的热导率对化学势的特征V形依赖。
2010-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Quantum confinement, energy spectra and backscattering of Dirac fermions in quantum wire in magnetic field
本文研究了圆柱形量子线中大质量狄拉克费米子的能谱和后向散射问题。狄拉克费米子由3D狄拉克方程描述，并在导线的表面处补充有时间反演不变的边界条件。即使在零磁场中，光谱量子限制态和表面态也基本上依赖于边界参数a0。在a0 > 0（a0 < 0）的线表面，表面态在体带隙内（外）形成一维块状子带。纵向磁场改变能谱。在粗导线和弱磁场的限制下，当半整数个磁通量量子通过导线截面时，一维无质量表面子带出现。我们揭示的条件时，由非磁性杂质的表面狄拉克费米子的背散射被抑制。此外，我们还计算了无质量表面狄拉克费米子在磁场中碰撞和弹道机制下的电导。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit scattering in quantum diffusion of massive Dirac fermions
用图解法研究了自旋轨道散射对二维有质量狄拉克费米子量子扩散输运的影响。有质量狄拉克费米子的量子扩散在无质量极限下可以看作是单重态的库珀子，在大质量极限下可以看作是三重态的库珀子。自旋-轨道散射仅对三重态Cooperon表现出类似于无规磁场的行为，并在大质量区域抑制了Dirac费米子的弱局域化。这种行为表明，实验检测的弱局部化的拓扑绝缘体薄膜，其中的尖的负磁导率是预期掺杂后的重元素杂质。最后，传统的二维电子和狄拉克费米子之间的详细比较提出了正交，辛，酉对称性的杂质。
2012-03-22 cond-mat.mes-hall
Dynamics of domain-wall Dirac fermions on a topological insulator: a chiral fermion beam splitter
放置在拓扑绝缘体表面的两个铁磁畴壁的交叉点为畴壁狄拉克费米子提供了一个单向分束器。基于静态双孤子磁织构的解析表达式，我们对狄拉克波包沿这种交叉点的传播进行了系统的数值研究。数值分析采用单锥交错网格有限差分格式。结果表明，相交角对决定费米子束的分束比起着决定性作用。对于非矩形相交，宽度以及在较小程度上畴壁的类型，例如Bloch或N{é}el，决定了分裂器的性质。随着狄拉克费米子畴壁宽度与横向局域化长度之比的增大，其传播行为从量子力学（类波）向经典弹道（类粒子）转变。一个电动门放置在十字路口附近，提供了一个动态的外部控制旋钮，用于调整分流比。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall
Electron-hole asymmetry, Dirac fermions, and quantum magnetoresistance in BaMnBi2
我们报道了BaMnBi_2单晶中的二维量子输运和狄拉克费米子。BaMnBi 2是一种层状的不良金属，在290 K以下具有高度各向异性的导电性和磁序。磁输运性质、非零Berry相位、小回旋质量和第一性原理能带结构计算表明了Bi方网中Dirac费米子的存在。霍尔通道中的量子振荡表明存在电子和空穴口袋，而狄拉克和抛物态共存于费米能级。
2016-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of spin-1 fermion and Dirac fermion on the triangular kagome lattice
由于与高能物理中的庞加莱对称性相比，对称性约束较小，因此晶格系统中可以出现超出Dirac-Weyl-Majorana分类的准粒子激发。特别是，具有整数自旋的费米子可以出现在各种晶格中。在这里，我们表明，二维自旋-1费米子可以共存的狄拉克费米子在三角形kagome晶格（TKL）。我们推导出一个四带的有效模型，主机两种类型的费米子。有效模型可以用来研究自旋为1和自旋为1/2的费米子之间的相互作用。作为一个例子，使用这个模型，我们表明，自旋非守恒克莱因隧穿可以发生在TKL，它的透射系数$T=1$的正常入射。我们的发现为研究晶格系统中不同类型费米子之间的相互作用和相互作用铺平了道路。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
