Evidence for Dirac Nodes from Quantum Oscillations in SrFe$_2$As$_2$
Mike Sutherland, D. J. Hills, B. S. Tan, M. M. Altarawneh, N. Harrison, J. Gillett, E. C. T. O'Farrell, T. M. Benseman, I. Kokanovic, P. Syers, J. R. Cooper, Suchitra E. Sebastian
本文详细研究了反铁磁有序磷属元素化合物SrFe $_2$ As $_2$随外加磁场与晶轴夹角变化时的量子振荡。我们的测量是在超导磁体中的高质量单晶上进行的，并且在高达60 T的脉冲磁场中，使我们能够从几个小的费米表面口袋观察轨道。我们提取的回旋有效质量$m^{\star}$和频率$F$为这些轨道和跟踪其值的字段旋转远离c轴。虽然在一个轨道上观测到$m^{\star}/F$的恒定比率，正如抛物线带所预期的那样，但在另一个轨道上观测到明显的偏差。我们的结论是，这种偏离点的轨道来自一个带附近的费米能级的狄拉克色散。
英文摘要：
We present a detailed study of quantum oscillations in the antiferromagnetically ordered pnictide compound SrFe$_2$As$_2$ as the angle between the applied magnetic field and crystalline axes is varied. Our measurements were performed on high quality single crystals in a superconducting magnet, and in pulsed magnetic fields up to 60 T, allowing us to observe orbits from several small Fermi surface pockets. We extract the cyclotron effective mass $m^{\star}$ and frequency $F$ for these orbits and track their values as the field is rotated away from the c-axis. While a constant ratio of $m^{\star}/F$ is observed for one orbit as expected for a parabolic band, a clear deviation is observed for another. We conclude that this deviation points to an orbit derived from a band with Dirac dispersion near the Fermi level.
Dirac nodal pockets in the antiferromagnetic parent phase of FeAs superconductors
我们发现，以前测得的小费米表面口袋内的反铁磁相SrFe 2 As 2和BaFe 2 As 2是一致的狄拉克色散调制层间跳跃，从而产生一个狄拉克点在k-空间和一个尖点的磁场角度依赖的磁量子振荡频率。这些发现支持了这些材料中节自旋密度波的存在，这可能在保护金属态免受局域化效应方面发挥重要作用。SrFe_2As_2和BaFe_2As_2中狄拉克费米子的速度比石墨烯中慢14-20倍，这表明磷属元素化物为探索强相互作用狄拉克费米子的效应提供了实验室。
Magnetic oscillations in planar systems with the Dirac-like spectrum of quasiparticle excitations II: transport properties
研究了石墨烯的电导率（Shubnikov de Haas效应）和热导率的量子磁振荡，石墨烯是具有线性Dirac-like准粒子激发谱的平面系统的一个独特例子。我们表明，如果采取最大的照顾，以分离电子和声子的贡献，在热导率，电子热导率，$κ(B)$和洛伦兹数，$L(B)$的振荡将是可观察到的低场（小于几特斯拉）制度。
Sondheimer Oscillation as a Fingerprint of Surface Dirac Fermions
物质的拓扑态挑战了对称性破缺的范式，其特征在于无隙边界模式和由基态的拓扑性质保护。最近，角分辨光电子能谱（ARPES）已经揭示了Bi $_{2}$ Se $_{3}$和Bi $_{2}$ Te $_{3}$的半导体属于这类材料。在这里，我们提出了无可争议的证据，无带隙的表面狄拉克费米子的存在，从运输在Bi $_{2}$ Te $_{3}$。我们观察到磁电阻的Sondheimer振荡。这种振荡起源于由于电子被限制在表面层内而导致的运动的量子化。根据Sondheimer的输运理论，我们从振荡数据确定了表面态的厚度。此外，我们发现的拓扑性质的表面状态，拟合一致的MR和霍尔电阻的非振荡部分。在霍尔电阻中，侧跳贡献在1 T附近占主导地位，而Berry曲率效应在3 T $\sim$ 4 T附近占主导地位。
Shubnikov-de Haas oscillations from topological surface states of metallic Bi$_2$Se$_{2.1}$Te$_{0.9}$
研究了p型金属Bi $_2$ Se $_{2.1}$ Te $_{0.9}$电导率的量子振荡。的依赖关系的振荡的角度上的磁场与表面以及确定的Berry相位从朗道水平风扇图表明，所观察到的振荡产生的表面载流子的特性狄拉克色散。表征表面导电的几个量计算采用Lifshitz-Kosevich理论。相对于狄拉克点的费米能的低值与体空穴载流子的金属特性是一致的。我们的结论是，由于特殊的形状的价带，Shubnikov-de Haas振荡的散装载流子被转移到更高的磁场，这允许检测的量子振荡的拓扑表面态在较低的字段。
