Berry Phase of Dirac Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]的Dirac节线半金属的Berry相位和曲率.在紧束缚模型的基础上，利用双带模型，证明了Berry曲率$\bm{B}(\bm{k})$存在于节线的一个环上，在节线上Berry相位由$\bm{B}(\bm{k})$的表面积分得到. Berry相位，也称为Zak相位，也是由Berry连接沿布里渊区边界的两个等效点之间的线的一维积分计算的。可能的实验进行了讨论的Berry相。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry-dipole Semimetals
本文提出Berry偶极子半金属，通过Hopf映射双带模型揭示其边界反常费米弧、铰链弧及体态二次色散和独特Berry曲率，展示了一类具有丰富拓扑物理的无能隙相。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Nonreciprocal Acoustic and Optical Phonon Dispersion Mediated by Berry Curvature in Chiral Weyl Semimetals
研究 Weyl 半金属中磁场所致声子色散的非 reciprocal 性，揭示 Berry 曲率对声学和光学声子分布的影响
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
The semiclassical theory of anomalous transport in type-II topological Weyl semimetals
外尔半金属具有低能激发，充当动量空间中Berry曲率的磁单极。这些涌现的单极子是外尔半金属所展示的广泛新颖的输运性质的核心。外尔半金属中节点周围的Berry曲率的奇异性使得在零外加磁场下出现大的反常输运系数成为可能。最近一个新的类别，称为II型外尔半金属，已被证明在各种材料，其中外尔节点是倾斜的。我们在这里提出了一个研究的异常输运在这一类新的外尔半金属。我们发现，这些II型外尔点的倾斜参数是密切相关的零场横向输运性质。我们还发现，温度依赖性的化学势起着重要的作用，在确定如何传输系数可以有效地探测Berry曲率的II型外尔点。我们还讨论了我们的工作的时间反演打破II型外尔半金属的实验影响。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Semiclassical magnetotransport including the effects of the Berry curvature and Lorentz force
在拓扑半金属和绝缘体中，已经报道了由Berry曲率引起的负纵向磁电阻和与角度相关的平面霍尔效应。利用玻尔兹曼输运理论，给出了包含Berry曲率和洛伦兹力影响的非平衡态分布函数的封闭表达式.使用这个配方，我们得到的电导率和电阻率张量的解析表达式外尔半金属表现出非单调的场依赖性所产生的两种效果之间的竞争。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Momentum-Space Electromagnetic Induction in Weyl Semimetals
从理论上研究了非绝热过程中Berry曲率对Weyl半金属输运性质的影响，从而导致非线性光学响应。在绝热过程中，包含布洛赫态时间导数的Berry曲率对绝热无熵泵浦等输运性质有贡献。虽然这种效应在通常的固体中非常弱，但在Weyl半金属中却增强了，其中Berry曲率由于其节点结构而有助于观察到的非线性光学响应。本文利用半经典玻尔兹曼理论，证明了由Berry曲率引起的直流光电流即使在短散射时间的极限下也能鲁棒地持续存在。我们还表明，光电流很好地解释了作为一个结果的电磁感应在动量空间。结果表明，电磁感应引起的非耗散的光电流，是强大的，即使当退相干发生在一个时间尺度短于光的周期。我们还讨论了交流的二次谐波响应。当电子分布被外部场从基态移位时的电流。
2017-02-05 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Berry Curvature Dipole Polarizability in Dirac Semimetal Cd3As2
本文通过三阶非线性霍尔效应测量，揭示了狄拉克半金属 Cd3As2 纳米片中栅极可调的贝里曲率偶极子极化率，并证明其符号随费米能级穿过狄拉克点而改变，为拓扑电子学发展提供新途径。
2023-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Films of rhombohedral graphite as two-dimensional topological semimetals
从自旋轨道耦合驱动的拓扑绝缘体到石墨烯，许多材料中都存在以Berry曲率为特征的拓扑非平凡态。在多通道导体中，例如单层和双层石墨烯，尽管整个布里渊区的总陈氏数为零，但集中在不同谷中的具有不同符号的贝瑞曲率可以影响可观察材料的传输特性。在这里，我们考虑薄膜的菱形石墨，这似乎保留真正的二维属性高达数十层的厚度和主机的二维电子状态与一个大的Berry曲率，伴随着一个巨大的固有磁矩进行的电子。在每个谷附近的Berry曲率和磁化的大小可以通过静电门控制，导致可调谐的异常霍尔效应和二维朗道能级谱的特殊结构。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall
The Berry curvature dipole in Weyl semimetal materials: an ab initio study
非中心对称金属在由动量空间中的Berry曲率偶极子引起的非线性光学响应中表现出$dc$光电流。外尔半金属（WSM）预计是观察这些非线性效应的优秀候选者，因为它们携带集中在小区域的大Berry曲率，即，靠近外尔点我们已经实现了半经典的Berry曲率偶极子形式主义到一个$ab~initio$计划，并研究了二阶非线性响应的两组代表性的材料：TaAs家族的第一型WSM和MoTe $_2$家族的第二型WSM。这两种类型的WSM表现出Berry曲率偶极子，其中II型Weyl点通常优于I型，因为强烈的倾斜。在几种材料中相应的非线性极化率预示着在$dc$场极限中的非线性霍尔效应，该场极限在实验可检测的范围内。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometric transport signatures of strained multi-Weyl semimetals
本研究表明应变对缠绕数大于1的多外尔半金属并非赝规范场，以双外尔半金属为例揭示其应变诱导的向列序及几何输运特征，为多外尔半金属应变效应研究提供新视角。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall
Light-tunable quantum metric non-linear Hall response in Berry dipole semimetals
Centre for Nanotechnology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校纳米技术中心）；Solid State and Structural Chemistry Unit, Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学学院固态与结构化学单元）
研究光对Berry偶极半金属中量子度规介导的非线性霍尔效应的影响，发现光可调谐量子度规偶极不对称性，并通过光振幅直接控制非线性响应方向。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral topological insulating phases from three-dimensional nodal loop semimetals
我们确定了一个拓扑Z指数的三维手征绝缘体的P*T对称性，其中两个哈密顿项定义了一个节环。这样的系统可能属于AIII或DIII对称类。Z不变量是分配给节环的缠绕数，并且对应于节环与间隙项的零点之间的几何关系。开边界条件下的狄拉克锥边缘态与节点环的缠绕数相对应。我们验证了我们的方法与低能量的有效哈密顿量的三维材料的拓扑绝缘体的Bi $_2$ Te $_3$家庭。
2017-01-22 cond-mat.mes-hall
Nonlinear transport in Weyl semimetals induced by Berry curvature dipole
拓扑Weyl半金属（WSMs）由于其大的Berry曲率集中在Weyl节点附近，被认为是探测Berry曲率偶极（BCD）以及相关的电子学和光学非线性效应的理想材料。然而，孤立的倾斜Weyl锥的线性化模型仅实现对角非零BCD张量，其在镜像对称的存在下在具有多个Weyl节点的WSM模型中总和为零。另一方面，最近的\textit{ab initio}工作发现，现实的WSM像TaAs型或MoTe $_2$型化合物，具有镜像对称性，确实表现出非对角BCD张量，其非零分量的幅度增强。到目前为止，有一个缺乏的理论工作，解决这个矛盾的3D WSM。在本文中，我们系统地研究了BCD在三维WSM使用格Weyl哈密顿，这超出了线性模型。我们发现，这些WSM的非零BCD及其相关的重要功能不依赖于从Weyl节点的贡献。相反，它们依赖于位于\textit{between}外尔节点的费米面部分，在倒易空间中相邻外尔锥重叠的区域。对于足够大的化学势，这样的费米面存在于晶格外尔哈密顿以及在现实的WSM。我们还表明，一个晶格Weyl哈密顿与非零手性化学势的Weyl锥也可以支持下降或峰值附近的Weyl节点本身的BCD张量的非对角分量，与最近的\textit{ab initio}工作。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall
Topological $d$-wave Superconductivity and Nodal Line-Arc Intersections in Weyl Semimetals
超导外尔半金属提出了一种新的和有前途的系统，以窝藏新形式的非常规拓扑超导性。在具有$d$波超导性的时间反演对称Weyl半金属中，我们证明了Majorana锥的数目等于$d$波节线与费米弧的交点数目.我们说明了节点线弧交点的重要性，通过证明存在局部稳定的表面马约拉纳锥的缠绕数不预测。马约拉纳锥和缠绕数之间的差异需要增加的缠绕数制定占每个路口。此外，我们发现，施加额外的镜像对称性全球保护节点线弧交点和相应的马约拉纳锥。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Linear Hall Effect in Multi-Weyl Semimetals
本文通过低能有效模型与紧束缚模型研究多 Weyl 半金属中 Berry 曲率诱导的二阶和三阶非线性霍尔效应，预测三阶信号并给出可实验测量的特征与电导率估算。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Dirac Semimetals without Inversion Symmetry
实现稳定的二维Dirac点是研究自旋-轨道耦合系统输运性质的重要平台。在以前的工作中，杨和凯恩[物理。\textbf{115}，126803（2015）]提出了具有SOC的稳定的2D狄拉克点，其中由于反演和时间反演对称性的共存，Berry曲率和边缘状态消失。本文利用紧束缚模型和k $\cdot$ p有效哈密顿量，证明了二维Dirac点可以在无反转对称的SOC中存在.这样的二维狄拉克半金属在交叉节点附近具有非零的Berry曲率，并且两个边缘态在一对狄拉克点处终止。此外，根据对称性论证和高通量的第一性原理计算，我们确定了一族理想的二维Dirac半金属，它们在Dirac点附近具有非零的Berry曲率，并且具有可见的边缘态，从而便于实验观测.我们的工作表明，2D Dirac点可以在没有反转对称的情况下出现，这不仅丰富了2D拓扑半金属的分类，而且为观察石墨烯之外的奇异输运现象提供了一个有希望的途径，例如，非线性霍尔效应。
2020-12-06 cond-mat.mes-hall
Topological anisotropic non-Fermi liquid from a Berry-dipole semimetal
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
研究拓扑量子临界点处伯里二极子半金属在长程库仑相互作用下的行为，预测出各向异性非费米液体及其拓扑特征的观测测试。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry curvature induced thermopower in type-I and type-II Weyl Semimetals
贝里曲率的作用类似于动量空间中的磁场，它改变了载流子的流动和熵。这在Weyl半金属中引起了一些有趣的磁电和磁热输运现象。%，包括平面霍尔效应和平面能斯特效应。在这里，我们探讨的Berry曲率和轨道磁化的热势倾斜I型和II型外尔半金属的影响，使用半经典玻尔兹曼输运形式主义。我们分析计算的完整的磁导率矩阵，并使用它来获得不同方向的磁场$(B)$，相对于倾斜轴的热功率矩阵。我们发现，Weyl节点的倾斜诱导线性磁场项的电导率矩阵，以及在热电势矩阵。当沿倾斜轴施加$B$场时，线性$B$项出现在塞贝克系数中。在垂直于倾斜轴的平面中施加磁场导致二次$B$平面能斯特效应、线性$B$面外能斯特效应和二次$B$塞贝克系数校正。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On Anderson Localization and Chiral Anomaly in Disordered Time-Reversal Invariant Weyl Semimetals: Nonperturbative and Berry Phase Effects
Weyl半金属是一个三维电子系统，在带非平凡Berry电荷的无带隙点附近具有相对论性线性能量色散，它具有许多独特的响应和输运性质，其中一个关键问题是这些性质是否对无序具有鲁棒性以及是否发生安德森局域化。非微扰拓扑效应（涡环）激发和Berry相位在无序时间-研究了反转不变的3d Weyl半金属，证明了在将无序平均扩散子描述为任意净拓扑项及其离域化的非线性西格玛模型中，手征对称性得以恢复结果在足够短的长度尺度上不起作用。安德森局域化发生在足够强的无序，我们预测，手征性和相关现象消失在这样的转变。我们揭示了一种源于Berry相位的机制，这种机制阻碍了这种局域化效应，我们发现由于涡旋环的Berry相位阻碍了安德森局域化，涡旋环之间和散射路径之间发生了相消干涉，我们强调了Berry相位的适用性。我们的理论的候选外尔材料，我们指出，我们的理论与最近的实验发现的不存在手性异常的非中心对称外尔半金属的一致性。
2018-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of the surface states on the nonlinear Hall effect in Weyl semimetals
研究了表面态对非中心对称时反不变量Weyl半金属非线性霍尔响应的影响。要做到这一点，我们执行的Berry曲率偶极子在板系统中使用最小的两个波段模型的层析成像。我们发现，在第一类阶段，非线性霍尔响应是不是特别敏感的费米弧或其他平凡的表面状态的存在。然而，在II型阶段，我们发现，这些表面状态的贡献很大的贝里曲率偶极子，导致强烈的厚度依赖性的非线性霍尔响应。此功能取决于表面状态的性质，因此，在板的几何形状采用。为了评估这种情况下的现实系统的有效性，我们进行了Berry曲率偶极子计算的第一原理的WTe $_2$，确认所选的平板几何形状的表面状态的戏剧性的影响。我们的研究结果表明，表面状态，拓扑或没有，可以更有效地贡献的非线性霍尔响应比体状态。这一预测不仅限于拓扑半金属，并应适用于拓扑平凡的非中心对称材料和异质结构，铺平了道路的非线性霍尔效应的界面工程。
2022-06-17 cond-mat.mes-hall
Sign reversal of magnetoresistivity in massive nodal-line semimetals due to Lifshitz transition of Fermi surface
拓扑非线性半金属提供了一个有趣的研究平台来探索与其环面费米面相关的新现象。在这里，我们研究了具有自旋轨道耦合和有限Berry曲率分布的大质量半金属中的磁输运。磁场通过与轨道磁矩的耦合导致费米环面的形变，这是Berry曲率效应引起磁阻效应的主要原因.我们证明了费米面的小变形产生正MR $\propto B^2$，不同于其他拓扑系统中纯Berry曲率效应产生的负MR。当磁场增加到一个临界值时，费米面发生拓扑Lifshitz转变，同时磁电阻反转其符号。研究了磁电阻的温度依赖性，发现在Lifshitz转变前后磁电阻呈现出完全不同的行为。我们的工作揭示了一种新的情况下，诱导的MR完全由费米面的变形，并建立了费米面拓扑结构和MR的符号之间的关系。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Universality and stability of the edge states of chiral-symmetric topological semimetals and surface states of the Luttinger semimetal
我们从理论上证明了节结半金属节点的手征结构决定了节点附近边缘态的存在性和普适的局域性质。我们进行一般分析的边缘状态为一个孤立的节点的二维半金属，保护由{ \em手征对称性}和其特征在于由拓扑缠绕数$N$。我们导出了渐近手征对称边界条件，并发现它们存在$N+1$普适类。该类确定了一维谱中节点两侧的平带边缘状态数，缠绕数$N$给出了边缘状态的{ \em total}数。然后，我们表明，手征节半金属的边缘状态是{ \em鲁棒}：他们坚持在一个有限大小的手征非对称项参数{ \em稳定区域}。这显著地扩展了2D和3D拓扑节点半金属的概念。我们证明，Luttinger模型与二次节点的$j=\frac32$电子是一个三维拓扑半金属在这个新的意义上，并预测$α$ -锡，碲汞，可能Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$，和许多其他半金属由它描述的拓扑和表现出表面状态。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall
Evidence for trivial Berry phase and absence of chiral anomaly in semimetal NbP
我们报告了详细的磁输运研究在NbP单晶。用气相传输法生长出了高质量的晶体。一个非常大的磁阻被证实在低温下，这是非饱和，并在高场线性。解释线性磁阻模型进行了讨论，有人认为，在铌磷这是联系在一起的载流子迁移率波动。没有看到负的纵向磁电阻，不像其他几个外尔铌酸盐，这表明缺乏明确的手征异常在NbP。在低温下观察到与Berry相相关的Unambibibrium Shubnikov-de-Haas振荡。朗道扇形图表明，在NbP晶体对应的费米面极值在30.5特斯拉平凡贝瑞相。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear anomalous photocurrents in Weyl semimetals
研究了Weyl半金属（WSM）的二阶非线性光学响应，WSM是一种三维金属，其线性带接触在动量空间中充当Berry曲率的点状源，称为“Weyl-Berry单极子”.我们首先表明，WSM的异常二阶光电流可以优雅地参数化的Weyl-Berry偶极子和四极矩。然后，我们计算相应的电荷和节点电导率的WSM的时间反演不变性或反转对称性的破坏。特别是，我们预测了一个普遍的无耗散的二阶反常节点电导属于TaAs家族的WSM。
2018-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Concepts for the Weyl Hamiltonians with the Berry Gauge Field
利用相关的格林函数计算了偶数d+1维时空维Weyl Hamilton的缠绕数。结果表明，这些缠绕数导致狄拉克场的发散，因此它们等于单位拓扑荷。证明了绕组数也等于表示为Berry场强积分的陈数。给出了3+1维和5+1维情形的显式计算。这些拓扑不变量的物理系统，如半经典手性动力学理论的相关性进行了讨论。
2014-06-20 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Chiral anomaly induced nonlinear Hall effect in multi-Weyl semimetals
在实验上实现之后，Berry曲率偶极子（BCD）诱导的非线性霍尔效应（NLHE）引起了凝聚态物理学界的极大兴趣。本文研究了另一类霍尔效应，即多外尔半金属（mWSM）中手征反常诱导的非线性霍尔效应（CNHE）。与BCD诱导的NLHE相反，CNHE的出现是由于手征反常和非平凡Berry曲率引起的反常速度的共同作用。利用弛豫时间近似下的半经典Boltzmann理论，我们证明了与手征反常引起的线性霍尔效应相反，CNHE的大小随拓扑电荷n的增加而减小.有趣的是，我们发现与n=1的情况不同，CNHE在不同的平面上有不同的行为。我们对CNHE在mWSM中的行为的预测可以直接在实验中检查。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall
Nodal-Line Semimetals with Non-Quantized Berry Phase
Nanjing University（南京大学）；National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院和先进微结构协同创新中心）；Jiangsu Physical Science Research Center and Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏物理科学研究中心和江苏省量子信息科学与技术重点实验室）
本文提出一类贝里相位可为π任意分数或无理数倍的节线半金属，导致朗道能级分裂，并在同一边界出现双表面态，拓展了传统量子化范式。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of the threefold Hopf semimetal
多重霍普夫半金属是在内部电子结构中具有各向异性的拓扑点节点半金属，例如，Berry曲率的偶极结构本文利用线偏振光子的线性响应理论，从最小理论模型出发，研究了三重霍普夫半金属在光学电导率方面的独特性质。即使电子能带结构是完全各向同性的，光学电导率的频谱也显示出对入射光子的偏振角的各向异性依赖性。纵向电导率与光子频率呈线性关系，在频谱中呈现阶梯状变化。各向异性的电子结构具有随着光子偏振轴的取向而变化的阶数。我们发现，各向异性归因于对称性保持点节点在三重霍普夫半金属。线偏振的光子也会感应出霍尔电流，但当光子的偏振轴平行于Berry偶极轴时，霍尔电流消失。数值计算表明，即使在非零温度和无序的情况下，也可以观察到这些特征。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall
Observation of oriented Landau levels in Berry dipole semimetals
本研究通过设计非均匀声子晶格，首次实验观测到Berry偶极半金属中依赖磁场取向的定向朗道能级及新型螺旋零模，为研究非陈类能带交叉和拓扑器件研发提供了新方向。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin motive force by the momentum-space Berry phase in magnetic Weyl semimetals
本文揭示磁性Weyl半金属中磁进动通过动量空间Berry相产生无磁化梯度的自旋动电力，展示拓扑电子态与磁动力学的非平凡耦合。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Berry phase theory of planar Hall effect in Topological Insulators
在体传导极限下，外磁场平行于外加电流方向时，外尔半金属和拓扑绝缘体的纵向磁阻效应为负。拓扑半金属中的负纵向磁电阻效应被认为是手征反常效应的结果，而拓扑绝缘体中的负纵向磁电阻效应还没有得到很好的定义。另一个有趣的现象，平面霍尔效应-在所施加的共面电场和磁场的平面中出现横向电压，其彼此不完全对准，其中传统的霍尔效应消失的配置，最近被认为存在于Weyl半金属中。本文提出了一种在体电导极限下三维拓扑绝缘体平面霍尔效应的准经典理论。从玻尔兹曼输运方程出发，导出了拓扑绝缘体的平面霍尔电导率和纵向磁导率的表达式，并指出了轨道磁矩对平面霍尔效应的重要作用。我们的理论结果预测特定的实验签名拓扑绝缘体，可以直接在实验中检查。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Non-linear transport without spin-orbit coupling or warping in two-dimensional Dirac semimetals
最近人们认识到，Berry曲率的一阶矩，即Berry曲率偶极（BCD），可以在各种各样的时间反演不变和非中心对称材料中产生非线性电流。虽然二维狄拉克系统中的BCD是有限的，只有在存在大量的自旋轨道耦合，低能狄拉克准粒子形成倾斜的圆锥或高阶的费米面的翘曲，我们认为，低能狄拉克准粒子所产生的合并的一对狄拉克点没有任何倾斜或费米面的翘曲可以导致非零BCD。值得注意的是，在这样的系统中，BCD被发现是独立的狄拉克速度，而不是狄拉克色散与倾斜或翘曲效应。我们进一步表明，所提出的系统可以自然主机螺旋度依赖的光电流由于其线性动量依赖的Berry曲率。最后，我们讨论这项工作的一个重要副产品，即，非线性反常能斯特效应作为二阶热响应。
2021-05-28 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of multi-Weyl semimetals
多Weyl半金属是一类新型的Weyl半金属，具有各向异性的非线性能量色散和大于1的拓扑电荷，从而表现出独特的量子响应。采用统一的晶格模型，数值计算了多Weyl半金属相及其相邻带隙态的光学电导率，并利用低能连续介质模型解析地得到了各相的特征频率依赖关系.纵向和横向光学电导率的频率依赖性服从标度关系，该标度关系是从母体多Weyl半金属相的缠绕数导出的，并且可以用于区分这些物质的电子状态。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Surprisingly large anomalous Hall effect and giant negative magnetoresistance in half-topological semimetals
磁性拓扑半金属中由Berry曲率引起的大的内禀反常霍尔效应（AHE）由于其重要性和技术相关性而引起了人们极大的兴趣。导致大的内在AHE的机制包括外尔半金属中发散的Berry曲率，非平凡带的反交叉节环或点，以及非共线自旋结构。在这里，我们表明，一个半拓扑半金属（HTS）状态附近的拓扑临界点可以提供一个新的机制，驱动一个异常大的AHE。我们揭示了这一点，通过系统的实验和理论研究的反铁磁（AFM）的半Heusler化合物TbPdBi。我们不仅观察到一个不寻常的AHE与一个令人惊讶的大异常霍尔角ΘH（tan ΘH ~ 2，最大的反铁磁体）在其场驱动的铁磁（FM）相，但也发现了一个独特的霍尔电阻率峰在倾斜的AFM相在低场范围内，其中其等温磁化强度几乎线性依赖于场。此外，我们观察到一个几乎各向同性的，巨大的负磁电阻的幅度约为98%。我们深入的理论建模表明，这些奇特的输运性质起源于高温超导状态。在平凡自旋上带和非平凡自旋下带之间的最小Berry曲率抵消不仅导致极大的AHE，而且还显著增强了自旋下带的自旋极化，从而导致巨负磁电阻。我们的研究推进了对能带拓扑和磁性之间相互作用的理解，并为自旋电子学和其他应用的材料设计提供了新的线索。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall
Facilitating field-free perpendicular magnetization switching with a Berry curvature dipole in a Weyl semimetal
该研究报道了WTe2/Fe3GeTe2异质结构中贝里曲率偶极子相关的轨道埃德尔斯坦效应产生的轨道力矩与自旋轨道力矩的协同作用，实现了无场垂直磁化翻转并独立调控两种力矩，加深了对力矩协同动力学的理解并为磁阻随机存取存储器应用提供思路。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac charge in antiferromagnetic topological semimetals
The University of Tokyo（东京大学）；University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）
本研究揭示了反铁磁狄拉克半金属中狄拉克点的隐藏性质，并通过光电流响应检测了狄拉克电荷。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Black hole mirages: electron lensing and Berry curvature effects in inhomogeneously tilted Weyl semimetals
本文研究非均匀倾斜外尔半金属中电子输运，发现倾斜轮廓可精确引导电子流，其半经典运动方程类比引力，为设计电子透镜提供工具，但仅对远离模拟黑洞的轨迹有效，并涉及Berry曲率效应。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Observation of Berry Curvature-Enhanced Anomalous Photo-Nernst Effect in Magnetic Weyl Semimetal
本文在磁性外尔半金属 Co3Sn2S2 中观测到零磁场下由光激发驱动的反常光能斯特效应，并发现中红外区域贝里曲率拓扑贡献导致的反常能斯特系数增强。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical theory of nonlinear magneto-optical responses with applications to topological Dirac/Weyl semimetals
本文用半经典玻尔兹曼方程方法研究了金属材料的非线性磁光响应。我们推导了在同时包含Berry曲率和轨道磁矩的磁场存在下线性和二阶非线性光学效应的一般公式。应用于外尔费米子，半经典方法（i）捕获磁场下的线性电导率的方向各向异性作为各向异性$B^2$贡献的结果，这可以解释最近的实验的低场制度;（ii）预测强的二次谐波产生与$B$成比例，随着费米能量接近外尔点而增强，导致大的非线性克尔旋转。此外，我们表明，半经典公式的圆形光电流效应所产生的Berry曲率偶极再现全量子计算使用Floquet方法。
2016-12-17 cond-mat.mes-hall
Josephson junctions of Weyl and multi-Weyl semimetals
我们研究了一个约瑟夫森结，其中包括一个外尔和一个多外尔半金属，外尔半金属被一个宽度为$d$的势垒区隔开，该势垒区是通过在外尔半金属上施加栅极电压$U_0$而形成的。这种连接的拓扑缠绕数在屏障上会发生变化。我们表明，$I_c R_N$这样的结，其中$I_c$是临界电流和$R_N$的正常状态电阻，在薄的势垒限制，具有独立的势垒电位的通用值。我们提供了一个解析表达式的Andreev束缚态，并用它来证明，通用值的$I_c R_N$是一个后果的拓扑绕组数的变化在整个结。我们还研究了这种结在外部微波辐射存在下的交流约瑟夫森效应，绘制出它的电流-电压特性，并表明，在整个结的绕组数的变化形状的夏皮罗台阶的属性。我们讨论了增加势垒厚度$d$对上述性质的影响，并绘制了实验，可以测试我们的理论。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional topological semimetal state in a nanopatterned semiconductor system
我们提出了在具有三角对称的半导体人工晶格中创建二维拓扑半金属。面内磁场驱动拓扑绝缘相和拓扑半金属相之间的量子相变。拓扑半金属的特征在于携带量子化Berry通量的健壮的带接触点和终止于带接触点的边缘态。在磁场$\sim 4\text{T}$作用下，高迁移率GaAs人工晶格中将发生拓扑相变，并可通过边缘电导的异常行为来检测。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
Anomalous Phase Shift of Quantum Oscillations in 3D Topological Semimetals
贝里相位物理学与物质的许多拓扑状态密切相关。最近发现的拓扑半金属被认为具有非平凡的$π$ Berry相，以在量子振荡中诱导$\pm 1/8$的相移（$+$用于空穴，$-$用于电子载流子）。考虑到Weyl和Dirac半金属的拓扑性质和Landau带间散射，我们从理论上研究了它们的Shubnikov-de Haas振荡。对于一个Weyl半金属与破缺的时间反转对称性，相移被发现非单调变化，并超出已知的值$\pm 1/8$和$\pm 5/8$。对于狄拉克半金属或顺磁性外尔半金属，时间反演对称性导致作为费米能的函数的离散相移$\pm 1/8$或$\pm 5/8$。与以往工作不同的是，我们发现在没有塞曼分裂的情况下，拓扑能带反转可以产生拍频图样。我们还发现电阻率峰值在朗道指数图中应指定为整数。我们的研究结果可以解释最近的实验在镉$_2$作为$_3$，并应有助于探索在各种三维系统的Berry相。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Widely Tunable Berry curvature in the Magnetic Semimetal Cr1+dTe2
磁性半金属已经越来越多地成为在真实和动量空间中承载基于自旋的拓扑现象的有利可图的平台。特别令人感兴趣的是贝里曲率的出现，它的几何起源，霍尔传输实验的可访问性和材料的可调性，预示着新的物理和实用设备。Cr1+dTe2，自插层磁性过渡金属二硫属化物，TMD，表现出有吸引力的自然属性相关的应用，包括拓扑磁性，可调电子填充，磁挫折等，而最近的研究已经探讨了这种材料的实空间Berry曲率效应，缺乏类似的考虑动量空间Berry曲率。在这里，我们系统地研究了外延Cr 1 + dTe 2薄膜的电子结构和输运性质在很宽的掺杂范围内，d在0.33和0.71之间。光谱实验揭示了在布里渊区边缘附近存在一个特征性的半金属带区，其显示出作为d的函数的刚性带样能量位移。输运实验表明，反常霍尔效应的本征分量AHE是相当大的，并且在d上经历符号翻转。最后，密度泛函理论计算建立了观察到的掺杂演变的能带结构和AHE之间的因果关系：AHE符号翻转出现从贝瑞曲率的符号变化，作为半金属带区域交叉费米能量。我们的研究结果强调了磁TMD中动量空间Berry曲率的相关性，并为真实和动量空间中的拓扑物理交织提供了一个独特的平台。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dipolar Weyl semimetals
本文提出一类受对称性保护的偶极Weyl半金属，其单极子-反单极子Weyl点对产生量子化偶极Berry通量，构造交错Chern数以区分拓扑，并揭示了表面Fermi弧、零能hinge态及$π$通量涡旋响应等物理特征。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurement of Topological Berry Phase in Highly Disordered Graphene
我们在磁场高达65 T的条件下观察到了高度无序石墨烯的量子霍尔效应（QHE）和Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。通过氢化石墨烯直至H/C $\approx 0.1\%$比率引入无序。SdH振荡和QHE的分析表明，Berry相的拓扑部分，与伪自旋缠绕数成比例，对大规模石墨烯中氢化引入的无序是稳健的。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Hopf-Link Exceptional Line Semimetals
研究了一类新的三维非厄米拓扑相，其中拓扑鲁棒带简并是Hopf-link例外线。作为一个具体的例子，我们研究了节线半金属在非厄米微扰下的非厄米能带结构，其中当节线上的缠绕数为$\pm 1$时，费米面可以从一维节线过渡到二维具有Hopf-link边界的扭曲面.基于Chern-Simons形式在布里渊区上的积分，给出了这些关联异常线相位的关联数。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
Topological insulating phases from two-dimensional nodal loop semimetals
从二维节环半金属的极小模型出发，研究了手征质量间隙项的影响。由此产生的狄拉克环反常霍尔绝缘体的陈数是环上的质量间隙项的相绕组数。我们提供了简单的晶格模型，分析了拓扑相位和推广以前的指数表征拓扑转变。狄拉克环反常霍尔和量子自旋霍尔绝缘体的磁场的矢量势的响应也研究了在弱场和强场制度，以及在带状几何的边缘状态。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall
Wave-function geometry of band crossing points in two-dimensions
波函数的几何学是现代固体物理学的中心支柱。在这项工作中，我们揭示了二维半金属带交叉点（BCP）的波函数几何。我们证明了BCPs的Berry相受描述量子态之间无限小距离的量子度规的支配。对于一般的线性BCP，我们表明，相应的Berry相位是由量子度规的角积分，或等价地，由布洛赫态的最大量子距离。这自然解释了线性BCP的$π$ -Berry相位的起源。在二次BCP的情况下，Berry相位可以取0和$2π$之间的任意值。在两种情况下，我们发现Berry相位，最大量子距离和量子度规之间的简单关系：（i）当两个交叉带之一是平坦的;（ii）当系统具有旋转和/或时间反演对称性。为了证明连续模型分析在晶格系统中的应用，我们研究了描述二次BCP的紧束缚哈密顿量。我们表明，当Berry曲率是不存在的，二次BCP与任意的Berry相位总是伴随着另一个二次BCP，使总Berry相位的周期系统成为零。这项工作表明，量子度规在理解拓扑半金属的几何性质中起着至关重要的作用。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in topological Weyl and nodal line semimetals
本研究通过对称性分析与半经典玻尔兹曼方程，探究三维材料中平面霍尔效应的普遍起源，明确洛伦兹力与贝里曲率的不同贡献及对称性特征，揭示其在外尔、节线半金属中的差异，为实验区分两类贡献提供依据。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-dependent non-linear Hall effect at room temperature in topological semimetal GeTe
本文实验研究了拓扑半金属GeTe中室温下栅压依赖的非线性霍尔效应，发现尽管厚样品中载流子浓度对栅压不敏感，但Berry曲率偶极子可通过栅极电场调控，为零频宽带整流应用提供可能。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in the Dirac semimetal PdTe2
报道了狄拉克半金属PdTe $_2$单晶的合成和磁输运测量。在PdTe $_2$中观察到了多频率的de Haas-van Alphen振荡，从中提取出了小的有效质量和非平凡的Berry相位，暗示了Dirac费米子的可能存在.观察到了由手征反常和非平凡Berry相引起的平面霍尔效应和各向异性纵向电阻率，为PdTe $_2$的非平凡性质提供了有力的证据.当温度升高到150 K时，平面霍尔效应仍然存在。实验结果和理论预测之间的不匹配的可能来源进行了讨论。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical absorption in interacting and nonlinear Weyl semimetals
最近有人预测，库仑相互作用和Berry曲率之间的相互作用可以产生有趣的光学现象在拓扑非平凡的二维绝缘体。在这里，我们提出了一个理论的光吸收三维，空穴掺杂外尔半金属。我们发现，Berry曲率，库仑相互作用和单粒子能谱中的非线性可以共同使光致谷极化。我们支持和补充我们的数值结果与分析玩具模型计算，揭示拓扑非平凡的马汉激子与非零涡。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Transport in Topological Semimetals under Magnetic Fields
拓扑半金属是物质的三维拓扑状态，其中传导带和价带在有限数量的点处接触，即，外尔节点拓扑半金属在Weyl节点上有成对的Berry曲率的单极子和反单极子，在某些表面上有拓扑保护的费米弧。本文根据磁场的强度，综述了我们最近在拓扑半金属中量子输运方面的工作。在弱磁场下，弱反局域化效应引起的正磁电阻率与非平凡Berry曲率引起的负磁电阻率之间存在竞争。我们提出了一个弱反局域化的磁导率的拟合公式。我们认为，弱局域化可能是由层间效应和相互作用效应引起的，并发生在双Weyl半金属中。对于拓扑半金属中由非平凡Berry曲率引起的负磁电阻，我们给出了负磁电阻与载流子密度的关系。在强磁场下，特别是在量子极限下，磁导依赖于无序散射势的类型和范围。高场正磁导率可能不是一个令人信服的签名的手征异常。对于长程高斯散射势和半填充情况，磁导率在量子极限下可以是线性的。在Weyl节点处发现了最小的电导率，尽管那里的态密度为零。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical magnetotransport in Weyl semimetals with skyrmion-induced emergent magnetic fields
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Mandi（曼迪印度理工学院）；Tokyo University of Science（东京科学大学）
研究了在现实空间和动量空间拓扑共同作用下，磁场所致输运现象的特性，通过 semiclassical Boltzmann 方法分析纵向磁导率和横向霍尔导电率，揭示了间隔谷散射与现实空间拓扑对响应几何特征的不同控制作用。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall
