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
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
Magnetization of topological line-node semimetals
利用拓扑线结半金属的节线附近电子的朗道能级的近似表达式，得到了该半金属在任意形状的线上的磁化强度公式.研究还表明，在这些材料中，化学势对磁场的依赖性可以很强，这种依赖性可以从根本上影响deHaas-van Alphen振荡。所得结果适用于菱面体石墨，这是一种线结半金属。对于这种材料，我们发现它的磁化率的温度和磁场的依赖性。
2018-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect and Semimetallic Behavior of Dual-Gated ABA-Stacked Trilayer Graphene
多层石墨烯的电子结构强烈地依赖于层数以及堆叠顺序。在这里，我们探讨了纯ABA堆叠的三层石墨烯在双栅场效应器件配置的电子输运。我们发现，无论是零磁场运输和量子霍尔效应在高磁场是明显不同的单层和双层石墨烯，它们显示出强烈暗示的半金属带重叠的电子空穴不对称性。当ABA三层受到一个电场垂直于表，朗道能级分裂由于解除谷简并清楚地观察到。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
Photoinduced topological phase transition from a crossing-line nodal semimetal to a multiple-Weyl semimetal
我们提出了一个简单的方案来构建一个模型，其费米面是由交叉线节点。哈密顿量由一个正常的跳跃项和一个附加项组成，该附加项在镜面反射下是奇的。线节点沿着镜像不变平面出现，其中每个线节点携带量化的Berry磁通量。我们明确地构建了一个模型与$N$折叠旋转对称，其中的$2N$线节点合并在北极和南极。光辐照诱导拓扑相变。当我们沿着$k_z$轴照射时，在这些极点处出现了携带负电荷$\pm N$的点节点，而所有的线节点消失。所得到的系统描述各向异性的多外尔费米子。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillations of magnetization in topological line-node semimetals
本文从理论上研究了拓扑线结半金属中deHaas-van Alphen振荡的相位。在这些半金属中，载流子的化学势基本上取决于磁场，与具有带接触线的三维金属中的相位相比，这种依赖性改变了振荡的相位。我们的研究结果阐明了最近的实验数据的Berry相的某些电子轨道在ZrSiS，ZrSiTe，和ZrSiSe。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semimetallic features in quantum transport through a gate-defined point contact in bilayer graphene
我们证明，在传导开始时，在双层石墨烯（BLG）与层间不对称间隙的静电定义的量子线可以作为一个一维半金属，由于其最低子带的多个minivalley色散。非单调子带的形成与导线光谱中最低两个子带的底部边缘之间的近简并性相一致，这表明在传导阈值处存在$8e^2/h$阶跃，并且导线中最低子带的半金属行为将表现为$8e^2/h$电导平台上的共振透射峰。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall
Hybrid Weyl Semimetal
我们构造了一个紧束缚模型，实现了一对Weyl节点和三个不同的Weyl半金属。在I型（II型）外尔半金属中，两个节点都属于I型（II型）外尔节点。此外，存在一种新的类型，被称为“混合外尔半金属”，其中一个外尔节点是I型，而另一个是II型。对于杂化Weyl半金属，我们进一步证明了体费米面和拓扑保护的表面态，分析了独特的Landau能级结构和量子振荡，并讨论了材料实现。
2016-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exact lattice-model calculation of boundary modes for Weyl semimetals and graphene
我们提供了一个精确的分析技术，以获得在晶格模型的边缘状态的锯齿形和胡子边石墨烯，以及费米弧表面状态的最小体模型描述的Weyl半金属的波函数。我们将相应的边界模型化为一个无限标量势，分别位于一条直线上和一个平面内。我们使用T矩阵的形式主义，以获得相应的边界模式的色散和空间分布。此外，为了证明我们的方法的力量，我们写下所考虑的Weyl半金属模型的表面格林函数，我们计算准粒子的干涉图案起源于本地化在各自的表面的杂质。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Pressure-induced Topological Node-Line Semimetals in Alkaline-Earth Hexaborides XB6 (X=Ca, Sr, Ba)
基于第一性原理计算，我们报道了外压可以诱导碱土金属六硼化物XB 6（X=Ca，Sr，Ba）的拓扑相变.结果表明，在不考虑自旋轨道耦合（SOC）的情况下，在中等压力下，XB 6从普通半导体转变为拓扑节点线半金属。B px（pz）和py轨道在X点的能带反转是形成节线半金属的原因。利用时间反演和空间反演对称性相结合的方法，保护了X点周围的三个节点线环，并在投影的节点线环内部得到了鼓面带。当包含SOC时，在交叉线处打开微小的间隙（< 4.8 meV），并且XB 6成为具有Z2指数（1;111）的强拓扑绝缘体。由于SOC引起的能隙开放可以忽略不计，因此我们的研究结果为拓扑节点线半金属的基础物理的实验探索提供了理想的真实系统。
2016-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Ballistic Transport in Disordered Bilayer Graphene: Dimer Vacancies induced Dirac Semimetal
我们报告了在双层石墨烯中存在随机分布的结构空位时的反常量子输运特征。通过使用一个有效的实空间Kubo-Greenwood输运方法，不同密度的二聚体与非二聚体空位的影响进行了研究，在非常大规模的无序模型。虽然非二聚体的空缺被示出诱导本地化制度，二聚体的空缺结果在一个意想不到的弹道制度，其能量窗口令人惊讶地随着杂质密度的增加而扩大。这种反常的现象被解释为在双层能带结构中形成了有效的线性色散，这是由二聚体空位驱动的对称性破缺效应引起的，并提供了一种新的高维Dirac半金属的实现.
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Topological Node-Line Semimetal in Compressed Black Phosphorus
基于第一性原理计算和紧束缚模型分析，提出了在不考虑自旋轨道耦合（SOC）的情况下，黑磷（BP）在高压下可以形成三维拓扑节点线半金属态.在费米能级附近的第一布里渊区（BZ）中存在一条闭合的拓扑节线，它受到时间反转和空间反转对称性以及压力驱动的能带反转共存的保护。在Bear（100）表面上获得了鼓面状的表面态。由于磷原子的本征SOC较弱，在SOC存在时，沿节线打开小于10 meV的带隙，并且表面态几乎不受SOC的影响。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Family Group of Two-dimensional Node-Line Semimetals
采用进化算法和第一性原理计算，预测了一个二维节线半金属MX（M=Pd，Pt; X=S，Se，Te）族，该族在Pmm 2层群中具有锯齿型单层结构.能带结构分析表明，结线特征是由能带反转引起的，并且即使在没有自旋轨道耦合的情况下也存在反转。进行测试，以确认节点线回路是由晶体对称性保护。这项工作将我们对节点线材料的认识扩展到二维情况，即，一组具有相同晶格结构的VI族金属化合物，其具有时间反转和晶体镜像反转对称性。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Weyl and Node-Line Semimetals in Ferromagnetic Vanadium-Phosphorous-Oxide $β$-V$_2$OPO$_4$ Compound
通过第一性原理计算，我们提出钒磷氧化合物$β$ OPO $_4$中的拓扑半金属特征可以与铁磁基态共存.在这种具有反转对称性的磁系统中，在自旋-轨道耦合存在的情况下，磁化方向能够操纵对称的保护能带结构从节线型变为外尔型.节点线半金属相通过与垂直于磁序的反射不变平面的镜像对称来保护。在由于沿其他方向的磁化而导致的镜像对称破缺内，无间隙节线环将退化为仅一对外尔点，这对外尔点受到沿磁轴的旋转对称性的保护，在动量空间中很大程度上分离。这样的外尔半金属相提供了一个很好的候选者，在凝聚态系统中具有最少数量的外尔点。表面能带计算的结果证实了该化合物的非平凡拓扑结构。这一发现为研究具有时间反演对称性破缺的拓扑半金属，特别是在Weyl半金属中实现量子反常霍尔效应提供了一个现实的候选者.
2017-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Dirac node separation in strained Cd3As2 topological semimetal
在拓扑半金属中，由于能带反转，节点出现在布里渊区的对称点上，并在低能量下产生准相对论无质量费米子。Cd3As2是一种三维拓扑半金属，拥有两个狄拉克锥，负责各种量子现象。在这项工作中，我们证明了应变调谐的狄拉克节点的Cd3As2通过磁光红外光谱和高分辨率的X射线衍射研究外延膜上进行的组合。在这些薄膜中，我们观察到动量空间中的节点分离的巨大增强接近4倍。实验测量和理论建模的结合允许与这种增强的起源，以加强由晶格应变驱动的拓扑带反转。我们的研究结果表明，应变可以作为一个旋钮来调整半金属的拓扑性质，并有可能提高其性能和响应各种应用。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of a compensated semimetal with electronic correlations at the CNP of twisted double bilayer graphene
最近，魔角扭曲双层石墨烯（MATBLG）已经显示出各种相互作用驱动的新量子相的出现在莫尔超晶格的相称填充物，而电荷中性点（CNP）仍然主要是香草绝缘体。在这里，我们显示了一个新兴的阶段，几乎补偿半金属性在CNP的扭曲双层石墨烯（TDBLG），一个近亲MATBLG，电子相关的签名。使用电和热传输，我们发现几乎两个数量级的增强的热电势在磁场远小于极端的量子极限，伴随着大的磁阻（$\sim 2500\%$）在CNP。这为CNP附近的TDBLG是补偿半金属提供了无可争辩的实验证据。此外，在低温下，我们观察到一个不寻常的次线性温度依赖性的电阻。最近的理论预测在CNP附近形成激子金属，其中小电子和空穴袋共存。在这个理论中，我们理解了临界涨落的次线性温度依赖性。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall
Electron transport through symmetrical junctions of semimetal graphene ribbons
基于最近邻紧束缚模型，给出了低能电子输运通过两个半金属扶手椅带对称结的解析描述。结果表明，在中性点附近，除了由3 p-1和3 p +5二聚体线组成的带结处（p/2为奇数）外，都存在透射抑制。与其他互连不同，这些化合物被证明是免费的，甚至在结界面处产生的本地水平，并表现出电子背散射成反比的平方p+1。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spatial Charge Inhomogeneity and Defect States in Topological Dirac Semimetal Thin Films
狄拉克半金属的费米能EF接近狄拉克点ED揭示了新的物理，如速度重整化，1，2，3和狄拉克等离子体4，5，|EF -ED|其中kBT是热能。在石墨烯中，衬底无序驱动EF的波动。三维拓扑狄拉克半金属（TDS）6，7覆盖衬底，并应显示减少EF波动由于更好的金属屏蔽和更高的介电常数。在这里，我们使用扫描隧道显微镜映射TDS Na 3Bi的电位波动。均方根电位波动明显小于室温（ΔEF，rms = 4-6 meV = 40-70 K），与h-BN上的最高质量石墨烯相当; 8远小于SiO2上的石墨烯，9，10或拓扑绝缘体的狄拉克表面态。11表面Na空位以惊人的大空间范围在狄拉克点附近产生新颖的共振，并提供了一种独特的方式以调节TDS薄膜材料中的表面态密度。
2016-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable point nodes from line node semimetals via application of light
我们建议，照明与光提供了一个有用的平台，创造可调半金属。我们表明，通过照射光的半金属线退化，可以将它们转换为一个点节点半金属。这些点节点是可调节的，并且它们的位置可以通过简单地旋转入射光束来控制。我们还讨论了费米表面拓扑结构的这种变化的影响，表现在运输观测。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall
Semimetalic graphene in a modulated electric potential
利用紧束缚模型研究了石墨烯在调制电势作用下的$π$电子结构。低能电子性质受周期和场强的影响很大。这样的场可以改变能量色散，破坏态简并，并诱导带边态。应当注意的是，调制的电势可以使半导体石墨烯半金属化，并且这种转变的开始时段依赖于场强。与没有外场时的两个交叉点（狄拉克点）形成鲜明对比的是，石墨烯中存在无穷多个费米动量态。费米能级的有限态密度（DOS）意味着存在自由载流子，同时，低DOS谱表现出许多突出的峰，主要是由于带边态。
2008-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Altermagnetic Weyl node-network semimetals protected by spin symmetry
本文基于自旋对称性分析提出一类受自旋对称性保护的Weyl节线半金属，并通过第一性原理计算预测交变磁体Nb2FeB2和Ta2FeB2为节点网络半金属，且考虑自旋轨道耦合后转变为Weyl半金属相。
2025-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Finite size and volume effects in line node semimetals: a first-principles investigation
本文采用基于密度泛函理论的计算方法，系统地研究了体积效应和有限尺寸效应对典型线节点材料能带结构的影响。对于散装系统，我们分析量子振荡的费米表面拓扑结构的变化。我们发现，超薄板是有间隙的，与第一个签名的线节点出现超过一个临界厚度。此外，出于调整散装线节点的可能性，我们发现，线节点半径是相当敏感的散装体积变化。基于这一观察，我们建议，压力或适当的基板工程的应用可以被用作一种有效的手段来控制和调整线节点和伴随的表面鼓面状态。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossing-Line-Node Semimetals: General Theory and Application to Rare-Earth Trihydrides
在保持镜面反射对称性的半金属中发现了能带隙中的多个线节点。我们分类的可能配置的多个线节点的交叉点（交叉线节点）下的点群对称。考虑到自旋-轨道相互作用（SOI），我们还对从交叉线节点Dirac半金属到其他拓扑相的拓扑相变进行了分类，拓扑绝缘体和点节点半金属。这项研究使人们能够发现交叉线节点半金属材料和它们的行为在SOI的存在下，从能带结构在没有SOI的详细计算。作为一个例子，该理论适用于具有HoD 3结构的六方稀土trimetal，并阐明它是一个交叉线节点狄拉克半金属托管三个线节点。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall
Inverse Faraday effect in graphene and Weyl semimetals
我们报告了无质量狄拉克费米子材料中逆法拉第效应的系统理论研究，包括二维的石墨烯和拓扑绝缘体的表面态，以及三维的狄拉克和Weyl半金属。半经典和量子理论，包括耗散和有限尺寸效应。我们发现，与传统半导体相比，狄拉克材料中的效应幅度要强得多。得到了低温极限下光感生磁化强度的解析表达式。狄拉克材料中的强逆法拉第效应可用于磁化强度的光学控制、全光调制和光隔离。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semimetallic two-dimensional defective graphene networks with periodic 4-8 defect lines
本文通过理论模拟研究了具有周期性4-8缺陷线的二维碳网络，发现其电子性质由AGNR家族行为与带间耦合共同决定，并识别出零带隙半导体和半金属两类网络，为碳基节线半金属及输运应用提供了新思路。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Relativistic suppression of Auger recombination in Weyl semimetals
俄歇复合（AR）是电子-空穴湮灭，能量-动量转移到另一个载流子，被认为在具有小带隙的材料中加速。我们从理论上证明了在具有超相对论性电子空穴色散的无隙三维材料Weyl半金属（WSM）中违反了这一规则。也就是说，AR是禁止的能量-动量守恒定律在原型WSM与一个单一的外尔节点，即使在存在的各向异性和倾斜。在实际的多节点WSM中，节点色散的几何相异性使得节点间AR较弱，由于节点数量较多，这进一步被强屏蔽所抑制。而部分AR率之间的节点的同一个节点组是相互相等的，组间的过程是非互易的，使一组的几何保护从AR。我们的计算表明，几何保护可以帮助延长AR寿命的两个数量级，高达纳秒的水平。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Field Induced Weyl Semimetal from Wannier-Function-based Tight-Binding Model
外尔半金属（WSM）具有外尔节点，其中传导带和价带在不存在反转或时间反演对称（TRS）或两者的情况下相遇。在WSM中可以看到一些有趣的现象，如手征磁效应、反常霍尔电导率或能斯特效应以及独特的量子振荡。考虑到拓扑狄拉克半金属（DSM）具有由旋转对称性稳定的简并Weyl节点，即狄拉克节点，TRS破缺的WSM相可以由磁场或磁性掺杂剂从DSM驱动。本文建立了一个基于Wannier函数的紧束缚（WF-TB）模型来研究B场诱导的拓扑DSM Na $_3$ Bi中Weyl节点和节点环的形成.场沿旋转轴施加。值得注意的是，我们基于WF-TB模型的研究表明，在B场作用下，每个狄拉克节点沿着费米能级附近的旋转轴分裂成四个独立的外尔节点;两个节点具有单手征电荷（单外尔节点），两个节点具有双手征电荷（双外尔节点）。这个结果与通常认为的每个狄拉克节点分裂成两个外尔节点的观点相反。在有效模型中，双Weyl节点的存在确保了动量的非零立方项。我们进一步研究了费米弧在侧表面的化学势的函数的演变。费米弧的数目与相应的费米面陈数一致，证实了我们发现的双Weyl节点。此外，我们的研究还揭示了B场作用下费米能级以下镜像平面中节环的存在。这些节环坚持与自旋轨道耦合，在典型的节环半金属。我们的WF-TB模型可以用来计算有趣的功能所产生的Berry曲率，如异常霍尔和热导率，我们的研究结果可以应用到其他拓扑DSM一样，镉$_3$作…
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum high-frequency conductivity oscillations in graphene multilayers and nodal semimetals in a tilted magnetic field
预测了带接触线导体高频电导率的一种新的角振荡。这种效应是由费米面自交点附近的载流子群引起的，在费米面自交点附近的电子能谱近似为线性，可以用各向异性的狄拉克锥模型来描述。共振峰的振幅满足简单求和规则。由于磁场的倾斜角可以很容易地改变狄拉克锥的各向异性程度，这使得所考虑的振荡类型对于相对论效应的实验观察很有吸引力
2020-05-30 cond-mat.mes-hall
Comment on "Topological Nodal-Net Semimetal in a Graphene Network Structure"
最近，一种独特的拓扑半金属，网状半金属，已确定由王等。通过从头计算[物理。120，026402（2018）]。作者声称，具有I4/mmm对称性的新的体心四碳同素异形体，称为bct-C40，可以拥有这种呈现盒状星形节点网络的新状态。在这篇评论中，我们证明了bct-C40实际上是一种结状表面半金属，其概念早在2016年就已提出[Phys. Rev. B 93，085427（2016）]。
2022-08-28 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Interlayer electron-hole friction in tunable twisted bilayer graphene semimetal
电中性导电系统代表了一类由电子-空穴（e-h）相互作用控制的具有不寻常性质的材料。根据准粒子的统计、能带结构和器件的几何形状，这些半金属相的物质可以对外部场做出非常规的反应，而这些反应通常无法用单粒子物理学进行简单的解释。在这里，我们表明，小角度扭曲双层石墨烯（SA-TBG）提供了一个高度可调的系统，在其中探索相互作用限制的电子传导。通过采用双栅器件架构，我们调整我们的设备从非简并电荷中性狄拉克流体的补偿的两个组件的电子-h费米液体，在空间上分离的电子和空穴经历强烈的相互摩擦。这种摩擦力可以通过T^2电阻率来揭示，该电阻率精确地遵循我们提出的电-氢拖曳理论。我们的研究结果提供了一个教科书说明之间的平滑过渡不同的相互作用限制的运输制度，并澄清在电荷中性SA-TBG的导电机制。
2022-08-11 cond-mat.mes-hall
Robustness of spin-polarized edge states in a two-dimensional topological semimetal without inversion symmetry
三维拓扑无带隙相由于其独特的电子性质而引起了人们的广泛关注。一个典型的例子是Weyl半金属，它需要打破时间反演或反转对称。在二维中，降维需要施加额外的对称性，从而削弱相位。像它的三维对应物一样，这些二维Weyl半金属呈现与Weyl节点直接相关的边缘状态。直接与边缘状态的比较是不可避免的，这就提出了这些状态的鲁棒性及其差异的问题。在这里，我们基准的鲁棒性的边缘状态在二维Weyl半金属没有反转对称性与那些存在于锯齿形石墨烯带。我们的研究结果表明，尽管具有类似的电子能带结构，二维Weyl半金属的边缘状态比石墨烯带更强大的空位。我们将这种增强的鲁棒性归因于前一种情况下自旋自由度的关键作用
2022-02-03 cond-mat.mes-hall
Electrically Induced Dirac Fermions in Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带被广泛认为是下一代碳基器件的有前途的构建块。其应用前景的一个关键问题是其电子结构是否以及在多大程度上可以外部控制。在这里，我们结合简单的模型哈密顿量与广泛的第一性原理计算调查扶手椅型石墨烯纳米带的横向电场的响应。这样的场可以在横向选通纳米取向物或沿着边缘掺入双极化学共掺杂剂时实现。我们发现，该领域引起的超导体到半金属过渡，具有零能量狄拉克费米子沿扶手椅边缘传播的半金属相。该转变发生在临界场，该临界场与纳米带的宽度成反比。这些发现是普遍的IV组蜂窝晶格，包括硅烯和锗烯纳米带，无论边缘终止的类型。总的来说，我们的研究结果创造了新的机会，以电气工程狄拉克费米子在其他半导体石墨烯类纳米带。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral nodes and oscillations in the Josephson current in Weyl semimetals
在断裂的时间反演对称外尔半金属中，外尔节点的分离导致外尔节点处的螺旋准粒子激发，当与整体自旋守恒耦合时，仅允许外尔半金属与超导体的结处的结间输运。这导致约瑟夫森电流作为$k_0L$的函数的不寻常的周期振荡，其中$L$是外尔半金属的长度，而$2k_0$是节间距离。这种振荡是鲁棒的，应该是实验上可测量的，提供了一个直接的路径，以确认手性节点的存在外尔半金属。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall
Discovery of Weyl semimetal state violating Lorentz invariance in MoTe2
近年来，人们在理论上提出了一种新的Weyl半金属态，即II型Weyl半金属态，在这种态中，Weyl结点的能量值不是局部极值。与I型半金属（例如TaAs）不同，II型外尔半金属中的费米面由一对在外尔节点处接触的电子和空穴口袋组成。此外，II型外尔半金属中的外尔费米子违反了洛伦兹不变性。由于这些定性的差异，不同的光谱和磁输运性能，预计在II型外尔半金属。在这里，我们提出了直接观察的费米弧状态MoTe 2的角分辨光电子能谱。对于每对Weyl节点，确定了两个弧态，它们的表面投影具有单拓扑荷，这是II型Weyl半金属的一个独特性质。实验确定的费米弧与我们的第一原理计算是一致的。我们的研究结果明确地表明MoTe 2是一种II型Weyl半金属，这为研究破坏Lorentz不变性的新型Weyl费米子现象提供了一个很好的实验平台。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Topological semimetal phases in a family of monolayer X3YZ6 (X=Nb,Ta, Y=Si,Ge,Sn, Z=S,Se,Te) with abundant nodal lines and nodes
用第一性原理计算研究了单层X_3YZ_6（X=Nb，Ta，Y=Si，Ge，Sn，Z=S，Se，Te）材料的电子和拓扑性质.这类材料属于拓扑半金属，具有丰富的节线和节点。考虑到Ta3SnTe 6和Ta3SiSe 6的性质相似，本文重点分析了它们的性质。自旋轨道耦合的存在导致了第一类节线向狄拉克点的转变以及第二类狄拉克点的消失。三维（3D）能带图生动地再现了节点和节线的特征。在（110）边态中出现的平带进一步证实了它们的非平凡拓扑性质。我们还探讨了不同节线（节点）、晶体对称性和SOC之间的关系。在没有SOC的情况下，I型节线受到Mz和My对称性的保护。即使在存在SOC的情况下，对称性破缺也会导致能带分裂。单层X3YZ 6可以作为二维TM的候选者，为进一步研究有趣的物理现象提供平台。
2022-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photovoltaic anomalous Hall effect in line-node semimetals
本文从理论上研究了具有时间反转对称性和反转对称性的线结半金属中圆偏振光诱导的Floquet态。研究发现，当外加圆偏振光穿透体材料中的线节点，留下外尔点节点时，Floquet态可以表现出光伏反常霍尔效应.霍尔电导率对费米能级的位置很敏感：当费米能级位于线节点处时，霍尔电导率与线节点的半径有关，而与光强几乎无关。远离线节点，霍尔电导率取决于光的强度。这种敏感的费米能级依赖的霍尔电导率在弱激光强度的存在下，可以在基于线节点半金属的薄膜的光电晶体管中有应用。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
Evolution of the surface states of the Luttinger semimetal under strain and inversion-symmetry breaking: Dirac, line-node, and Weyl semimetals
在立方对称性下，电子具有$j=\frac32$角动量的二次节点半金属的Luttinger模型是各种拓扑和强相关材料（如HgTe、$α$ -Sn和铱酸盐化合物）的母模型、最高对称性低能模型。在此之前，我们已经从理论上证明了Luttinger半金属具有表面态。在目前的工作中，我们从理论上研究了这些表面态的演化下降低的微扰：压缩应变和体反转不对称性（BIA）。该系统非常特殊，因为每个连续的扰动产生一种新类型的半金属相，导致四个半金属相的序列，其中每个连续的相通过修改前一相的节点结构而产生：在压缩应变下，Luttinger半金属变成Dirac半金属，其在线性动量BIA项下变成线节点半金属，在动量守恒BIA项下变成外尔半金属。我们计算的表面状态内的广义Luttinger模型为这四个半金属相内的“半解析”的方法，并充分分析相应的演变的表面状态。重要的是，对于这四个半金属相的序列，有一个相应的层次结构的低能量模型描述的节点附近。我们推导出这些模型中的大多数，并证明其中一些表面态谱之间的定量渐近一致性。这证明，负责的表面状态的机制是完全包含在其有效范围内的低能量模型，一旦他们补充了适当的边界条件，并表明连续介质模型是完全适用于研究表面状态。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall
Electrical Contact between an Ultrathin Topological Dirac Semimetal and a Two-Dimensional Material
拓扑狄拉克半金属Na $_3$ Bi超薄膜是一种具有场可调拓扑相的电子材料。在这里，我们调查的电子和传输特性的Na 2SO 4 $_3$ Bi作为电接触的二维（2D）金属，即石墨烯，和2D半导体，即MoS $_2$和WS $_2$单层。结合第一性原理密度泛函理论和非平衡格林函数模拟，我们发现Na $_3$ Bi双层薄膜和石墨烯之间的电耦合导致了显著的层间电荷转移，从而在Na $_3$ Bi/石墨烯异质结构中诱导了相当大的$n$型掺杂.在MoS $_2$和WS $_2$单层的情况下，横向肖特基传输势垒显著低于许多通常研究的体金属，从而揭示了Na $_3$ Bi双层作为2D半导体的高效电接触材料。这些发现为利用拓扑半金属薄膜作为二维材料的电接触开辟了一条途径，并将二维异质结器件家族进一步扩展到拓扑材料领域。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Competition-Induced Sign Reversal of Casimir-Lifshitz Torque: An Investigation on Topological Node-Line Semimetal
本文研究拓扑节线半金属中相对论与非相对论色散竞争诱导的Casimir-Lifshitz力矩符号反转现象，提出通过调节各向异性参数、化学势或衬底距离实现反转，并以Ca$_3$P$_2$系统进行了详细计算验证。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet Weyl semimetals in light-irradiated type-II and hybrid line-node semimetals
第二类外尔半金属最近吸引了广泛的研究兴趣，因为它们拥有洛伦兹破坏的无质量费米子作为准粒子。第二类外尔半金属的发现引发了对第二类线结半金属的研究，其线性色散在结环附近强烈倾斜。本文研究了II型LNSM中的圆偏振光诱导Floquet态，以及在节环附近具有部分过倾斜线性色散的混合LNSM中的Floquet态。我们说明了两种不同类型的Floquet Weyl半金属（WSM）状态可以诱导在周期性驱动的II型和混合LNSM，和类型的Floquet WSM可以通过入射光的方向和强度进行调谐。我们构造了光照射的II型和混合型LNSM的相图，它们与光照射的I型LNSM的相图截然不同。此外，我们表明，光诱导Floquet型I和II型WSM的特点是不同的异常霍尔电导率的出现。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Topological nodal semimetals
我们提出了一个研究“节点半金属”阶段，其中非简并的导电带和价带接触点（“外尔半金属”）或线（“线节点半金属”）在三维动量空间。我们讨论了一个一般的方法，这样的国家之间的正常绝缘体（NI）和拓扑绝缘体（TI）的临界点的扰动，打破时间反转（TR）或反转对称。我们给出了一个明确的模型实现的两种类型的国家在一个NI-TI超晶格结构的TR对称性破缺。外尔半金属和线-节点半金属都具有拓扑保护的表面态，尽管在线-节点的情况下，必须施加一些额外的对称性来保持这种拓扑保护。在外尔半金属的情况下，边缘态具有“费米弧”的形式：这些是手征无隙边缘态，存在于动量空间中的有限区域中，由体外尔节点的动量空间分离决定。边缘态的手征特征导致有限的霍尔电导率。相比之下，线节点半金属的边缘状态是“平带”：这些状态在二维边缘布里渊区的子集中近似无色散，由线节点在边缘平面上的投影给出。我们讨论了不寻常的节点半金属的输运性质，并特别指出量子临界样缩放的DC和光学电导率的Weyl半金属，和石墨烯的导电性的相似之处，在线节点的情况下。
2011-12-21 cond-mat.mes-hall
Quasi-Topological Electromagnetic Response of Line-node Semimetals
拓扑半金属是一种无隙态的物质，具有稳定的表面态和有趣的电磁响应。本文研究了具有线节点的$3+1$ -维无隙相的电磁响应。我们表明，通过分层的方法，一个内在的$2$ -形式${\cal{B}}_{μν}$出现在有效响应场论，这是由节点线的几何形状和能量嵌入。这种2-形式被证明是简单地与样品的电荷极化和轨道磁化。最后，我们讨论的相关性，最近提出的材料和异质结与线节点费米面。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall
Weyl nodes with higher-order topology in an optically driven nodal-line semimetal
创建和操纵拓扑态是凝聚态物理的一个关键目标。周期驱动提供了一种强大的方法来操纵电子状态，甚至在固体中创建拓扑状态。在这里，我们调查的可调Floquet状态在一个周期性驱动的高阶节线半金属与空间反转和时间反转对称性。我们发现，通过圆偏振光照射，可以在高阶半金属中诱导出同时支持一维铰链费米弧和二维表面费米弧态的Floquet Weyl半金属态.此外，我们还证明了外尔节点的位置和表面费米弧的曲率可以通过调节光的传播方向和入射角来调节。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall
Lifshitz transition and van Hove singularity in a Topological Dirac Semimetal
拓扑狄拉克半金属是量子物质的一种新状态，最近作为石墨烯的明显3D版本引起了人们的广泛关注。在本文中，我们报告的电子结构的3D狄拉克半金属Na 3Bi在表面上，揭示了其非平凡的基态的至关重要的结果。我们的研究首次揭示了两个3D狄拉克锥在恒定能量轮廓中经历了作为结合能的函数的拓扑变化，具有Lifshitz点，这在石墨烯的严格3D类似物中是缺失的（换句话说，Na3Bi不是石墨烯的真正3D类似物）。我们的研究结果确定了第一个例子的一个带鞍点奇异的三维狄拉克材料。这与它的2D类似物，如石墨烯和拓扑绝缘体的螺旋狄拉克表面态形成对比。在Na 3Bi中观察到的多个狄拉克节点通过Lifshitz点沿着其晶体旋转轴远离Kramers点连接，这是狄拉克半金属拓扑基态的受保护性质的决定性签名。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Topological Quadrupolar Semimetals
在这项工作中，我们预测了几种新类型的拓扑半金属，表现出大量的四极矩。这些半金属模型的三维扩展的2D四极拓扑绝缘体。一种类型的半金属具有体节点和带间隙的拓扑表面。第二种类型，我们可以称之为高阶拓扑半金属，具有带隙的体积，但在一个或多个表面上具有偶数个节点的狄拉克半金属。最后一种类型有一个有间隙的体积，但在多个表面上有一半的狄拉克半金属。这些半金属中的每一个都产生中间间隙铰链状态和铰链电荷，以及表面极化，这都是体四极矩的后果。我们展示了如何散装四极矩的这些系统可以计算的能量谱中的散装或表面节点的动量位置。最后，我们说明，在某些情况下，它是有用的检查节点的Wannier带，而不是能量带，提取散装四极矩。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
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
Unexpected Dirac-Node Arc in the Topological Line-Node Semimetal HfSiS
我们已经进行了角分辨光电子能谱HfSiS，这已被预测为一个拓扑线节点半金属与正方形Si晶格。我们发现了一个准二维费米表面托管散装节线，旁边的布里渊区角落的表面状态表现出相当大的Rashba分裂和带质量重整化由于多体相互作用。最值得注意的是，我们发现了一个意想不到的Dirac类色散在k空间中一维延伸-Dirac节点弧-在区域对角线的体节点附近。这些新的狄拉克态位于表面，可能与体态的杂化有关，但目前我们还没有解释其起源。这一发现对拓扑线结半金属的理论理解提出了一个有趣的挑战。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linear magnetoconductivity in an intrinsic topological Weyl semimetal
在拓扑半金属中寻找手性电荷守恒破坏的信号激发了人们对磁输运的研究热情。其中一个悬而未决的问题是，当费米能穿过外尔节点时，半金属相的电导率如何依赖于磁场。在这里，我们研究的纵向和横向的磁导率的拓扑Weyl半金属附近的Weyl节点的帮助下，包括所有的拓扑半金属属性的两个节点的模型。在半金属相中，费米能在磁场中只穿过朗道0带。对于一个有限的潜在范围内的杂质，它被发现，无论是纵向和横向磁导率是积极的和线性的外尔节点，导致各向异性和负的磁阻。纵向磁导率取决于杂质的电势范围。在零电场下，纵电导率仍然是有限的，即使态密度在外尔节点处消失。建立了线性磁导率与内禀拓扑Weyl半金属相之间的关系。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of topological semimetals with bicircularly polarized light
该研究通过低能与晶格模型，揭示双圆偏振光（BCL）辐照可调控多重费米子和线节点半金属的能带结构，验证特定参数下能带接触点稳定，其余参数可诱导多种拓扑相，确立BCL为可调拓扑相的调控工具。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Demonstration of acoustic high-order Stiefel-Whitney semimetal in bilayer graphene sonic crystals
本文利用投影对称性构建了同时具备第一和第二Stiefel-Whitney拓扑荷的声学高阶半金属，其仅由一类拓扑不变量保护两种体-边缘对应关系，并在双层石墨烯声子晶体中实验验证了同频嵌入的高质量表面态与铰链态。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Hall responses in tunable nodal Dirac semimetals
National Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究时间反演对称狄拉克半金属中由量子几何驱动的二阶和三阶非线性霍尔响应，发现单节点相中二阶响应增强，而节点环相中三阶响应显著增大。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
