Topological Nodal-Line Fermions in the Non-Centrosymmetric Superconductor Compound PbTaSe2
Guang Bian, Tay-Rong Chang, Raman Sankar, Su-Yang Xu, Hao Zheng, Titus Neupert, Ching-Kai Chiu, Shin-Ming Huang, Guoqing Chang, Ilya Belopolski, Daniel S. Sanchez, Madhab Neupane, Nasser Alidoust, Chang Liu, BaoKai Wang, Chi-Cheng Lee, Horng-Tay Jeng, Arun Bansil, Fangcheng Chou, Hsin Lin, M. Zahid Hasan
我们报告的一个拓扑节线半金属态PbTaSe 2的识别。
We report the identification of a Topological Nodal-Line Semimetal state in PbTaSe2.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Linking structures of doubly charged nodal surfaces in centrosymmetric superconductors
在拓扑半金属和节点超导体中，占据带和未占据带之间的带交叉形成携带量子化拓扑电荷的稳定节点/线/表面。特别地，在中心对称系统中，费米能$E_F$处的一些节点结构携带两个不同的拓扑电荷，因此它们被称为双电荷节点。在这里，我们表明，在三维中心对称超导体的双电荷节面总是发展特殊的连接结构与节点或线之间形成的占领带低于$E_F$。这种连接结构可以自然地解释$E_F$下面节点的电荷和$E_F$上节点表面的两个电荷之间的内在关系。基于Altland-Zirnbauer（AZ）型的具有附加反转$\mathcal{I}$对称性的节点的十重分类（称为AZ $+\mathcal{I}$分类），我们提供了中心对称系统中双电荷节点的链接结构的完整列表。双电荷节点的连接结构清楚地表明，不仅节点周围的局部能带结构，而且全局能带结构在表征无间隙拓扑相位中起着关键作用。
Robust doubly charged nodal lines and nodal surfaces in centrosymmetric systems
三维空间中的外尔点的特征在于具有$\mathbb{Z}$值的电荷--陈数--这使得它们在大范围的扰动下保持稳定。一组外尔点只有在它们的净电荷为零时才能相互湮灭，这一性质我们称为鲁棒性。虽然节点环在这个意义上通常是不健全的，它最近已被证明使用同伦参数，在中心对称扩展的$\textrm{AI}$对称类，他们仍然开发了一个类似于陈数的$\mathbb{Z}_2$收费。携带该$\mathbb{Z}_2$电荷的非平凡值的节环是鲁棒的，即它们只能通过成对湮灭而不是它们自己被隔开。由于这是一个额外的电荷独立的贝里$π$ -相位沿带简并流动，这样的节点环，事实上，双重收费。在这份手稿中，我们推广同伦讨论的中心对称扩展的所有Atland-Zirnbauer类。我们开发了一个泰勒的数学框架称为AZ+ $\mathcal{I}$分类，并表明，在三个空间维度，这样的强大和多电荷节点出现在四个这样的中心对称扩展，即AZ+ $\mathcal{I}$类$\textrm{CI}$和$\textrm{AI}$导致双电荷节点线，而$\textrm{D}$和$\textrm{BDI}$支持双电荷节点表面。我们注意到，没有进一步的晶体对称性，除了空间反转是必要的，他们的稳定性。我们提供了相应的拓扑电荷的描述，并开发简单的紧束缚模型的各种半金属和超导相，表现出这些节点。我们还表明如何强大的和多电荷节点的概念推广到其他空间…
Coexistence of four-band nodal rings and triply-degenerate nodal points in centrosymmetric metal diborides
带交叉点受保护的拓扑金属一直是人们研究的热点。在这里，我们报告新的拓扑带功能的金属二硼化物材料的家庭。利用第一性原理计算，我们发现这些材料都是金属材料，并且在费米能级附近，出现了一对节环和一对三元简并节点（TNP）的共存。这里的节环与以前研究的不同之处在于，它的形成需要四个纠缠带，而不是像以前的情况下只有两个，因此它被称为四带节环（FNR）。值得注意的是，我们表明，FNR功能Dirac-cone-like表面状态，在通常的鼓面表面状态的两个波段节环。由于反演对称性的存在，这里的TNP也不同于先前在反演非对称系统中讨论的那些。特别是，当自旋-轨道耦合，TNP在这里转换成一个新的狄拉克点，是接近的边界之间的类型-I和类型-II狄拉克点类别。我们讨论了它们各自的对称性保护，并构建了有效的模型，他们的特点。在这些材料中的大的线性能量范围（> 2 eV），应该有利于实验检测这些非平凡的带交叉的签名。
Quantum oscillations in the non-centrosymmetric superconductor and topological nodal-line semimetal PbTaSe$_2$
我们在非中心对称超导体PbTaSe $_2$中观察到热电和磁矩信号的量子振荡。一个振荡频率源于磁击穿形成的轨道，而另一些则来自拓扑节环附近的二维类费米面。我们对PbTaSe $_2$的费米表面拓扑结构的全面理解，包括确定费米能级和检测结环附近的Berry相，对于在其体态和表面态中寻找合理的拓扑超导性是至关重要的。
Topological Nodal Chains and Transverse Transports in Ferromagnetic Centrosymmetric Semimetal FeIn2S4
该研究从理论上揭示铁磁中心对称半金属FeIn₂S₄是受非简单对称性保护的节线链半金属，其节线链抗自旋轨道耦合，兼具鼓面表面态与闭合费米弧，且节线环贡献大的反常霍尔与能斯特电导率，为磁性拓扑态与横向输运研究提供平台。
Experimental Observation of Dirac Nodal Links in Centrosymmetric Semimetal TiB$_2$
拓扑线半金属态是各种拓扑量子相的肥沃土壤，当某种保护对称性破缺时，可以实现拓扑绝缘体、狄拉克半金属或外尔半金属，但只在极少数材料中进行了实验研究。与离散节点相比，具有丰富拓扑结构的节线可以导致更不寻常的输运现象。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，在这里，我们提供了令人信服的证据，在中心对称的半金属TiB $_2$中的非线性费米子的自旋轨道耦合效应可以忽略不计。在费米能级以下的能带交叉处，可以清楚地观察到两组狄拉克结环，一组围绕水平镜面$σ_h$中的布里渊区（BZ）拐角，另一组围绕垂直镜面$σ_v$中的BZ中心，而不受其他能带的干扰。形成狄拉克节环的线性色散宽达2 eV。我们进一步观察到，两组节点环沿$Γ$ - $K$方向连接在一起，构成了一个中间链路配置。TiB $_2$具有简单的电子结构，Dirac节链主要构成费米面，这表明TiB是研究和应用与非线性费米子相关的新物理性质的重要平台。
From Type-II Triply Degenerate Nodal Points and Three-Band Nodal Rings to Type-II Dirac Points in Centrosymmetric Zirconium Oxide
利用第一性原理计算，在忽略自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，我们发现ZrO是一种同时存在三对II型三重简并节点（TNP）和三个节点环（NR）的拓扑材料.值得注意的是，TNP位于费米能附近，沿倾斜方向具有大的线性能量范围（> 1 eV），并且NR由三个强纠缠带形成。在保绿菌株作用下，每个NR在衰退前会进化成4个小滴状NR，与通常的双带NR相比，其进化过程明显不同。当包含SOC时，TNP将转化为II型狄拉克点，而所有NR都已张开。值得注意的是，第二类狄拉克点继承了TNP的优点：位于费米能附近，并表现出大的线性能量范围。这两个功能便于观察有趣的现象引起的第二类分散。讨论了非平凡带交叉的对称性保护和低能哈密顿量。
Tunable two-dimensional Dirac nodal nets
节线半金属的特点是具有受保护的能带交叉线，并有望表现出非平凡的电子性质。多个节点线的连接，导致节点网、链或链路，被设想为产生甚至更奇异的量子态。在这项工作中，我们提出了一种可行的方法来实现可调的节点线连接在实际材料。我们表明，某些空间群对称性支持共存的平面对称性强制和意外的节线，这是强大的自旋轨道耦合，可以定制成复杂的图案，通过化学取代，压力，或应变。基于第一性原理计算，我们确定非对称中心对称准一维化合物，K $_{2}$ SnBi和MX $_{3}$（M = Ti，Zr，Hf和X = Cl，Br，I），作为托管这种可调二维狄拉克节点网络的材料。用二维狄拉克节点网预测了节线半金属的唯一朗道能级。我们的结果为在实际中实现节点线连接的新物理提供了一种可行的途径。
Kramers Nodal Line Metals
最近，有人指出，所有具有自旋轨道耦合（SOC）的手征晶体都可以是Kramers Weyl半金属（KWS），其Weyl点钉扎在时间反演不变动量上。在这项工作中，我们表明，所有的非手性非中心对称材料与SOC可以是一类新的拓扑材料，我们的Kramers节线金属（KNLM）。在KNLM中，有双退化线，我们称之为Kramers节线（KNL），连接时间反演不变动量。KNL创建两种类型的费米表面，即，纺锤环面型和八通型。有趣的是，所有的电子八洞费米面描述的二维无质量狄拉克哈密顿。这些材料支持薄膜中的量子化光学电导。我们进一步表明，KNLM可以被视为KWS的父态。因此，我们得出结论，所有具有SOC的非中心对称金属都是拓扑的，因为它们可以是KWS或KNLM。
Discovery of a Weyl Semimetal in non-Centrosymmetric Compound TaAs
三维拓扑外尔半金属（3D topological Weyl semimetals，TWS）是一种新型的量子物质态，其电子结构类似于“3D graphene”和拓扑绝缘体，具有由拓扑表面态连接的外尔点对（电子带沿所有三个动量方向线性分散），形成独特的“费米弧”型费米面（Fermi-arc type Fermi surface，FS）。每个外尔点都是手征的，并且包含狄拉克点的一半自由度，并且可以被看作是动量空间中的磁链。在这里，通过对非中心对称的化合物TaAs进行角分辨光电子能谱，我们观察到其完整的能带结构，包括独特的“费米弧”FS和线性体带色散跨Weyl点，在良好的协议与理论计算。这一发现不仅证实了TaAs是第一个三维TWS，而且为实现奇异的物理现象（例如负磁阻，手性磁效应和量子反常霍尔效应）提供了理想的平台，这也可能导致新的未来应用。
Giant topological Hall effect in centrosymmetric tetragonal Mn2-xZnxSb
拓扑磁性通常出现在非中心对称化合物或具有几何阻挫的化合物中。在这里，我们报告的有效调谐的中心对称四金属Mn 2-xZnxSb的磁性Zn替代。磁性与输运性质紧密耦合，导致很大的拓扑霍尔效应。我们的发现表明Mn 2-xZn xSb是中心对称四元拓扑磁性系统的候选材料，为研究和调整自旋织构以及开发近室温自旋器件提供了机会。
Higher-Order Topological Superconductivity of Spin-Polarized Fermions
研究了中心对称铁磁金属中自旋极化电子的超导电性。由于电子的自旋极化和费米统计，超导配对函数自然具有奇宇称。根据Fu、Berg和Sato提出的宇称公式，当正常金属具有奇数个费米面时，奇宇称配对导致常规的一阶拓扑超导性。在这里，我们推导出表征中心对称超导体高阶拓扑结构的拓扑不变量的广义宇称公式。在此基础上，我们系统地分类了铁磁金属所有可能的能带结构，这些能带结构可以诱导出反转保护的高阶拓扑超导电性。其中，掺杂铁磁结半金属被认为是最有希望的高阶拓扑超导正常态平台。在二维空间中，我们证明了掺杂狄拉克半金属的奇宇称配对诱导出二阶拓扑超导体。在三维空间中，掺杂节线半金属的奇宇称配对产生了一个带负电荷的节线拓扑超导体。另一方面，掺杂半导体结线半金属的奇宇称配对诱导出三维三阶拓扑超导体。我们的理论表明，超导性和铁磁结半金属的组合开辟了一个新的途径，未来的拓扑量子计算使用马约拉纳零模式。
Topologically protected flat zero-energy surface bands in non-centrosymmetric superconductors
节状非中心对称超导体（NCS）最近被证明是拓扑非平凡的。一个重要的结果是存在拓扑保护的平坦零能表面带，它们通过体边界对应关系与体能隙线节点的拓扑特征相关[Schnyder和Ryu，arXiv：1011.1438]。在本文中，我们研究这些零能量表面带使用准经典理论。我们确定了它们的谱，并根据能隙函数的符号变化导出了它们存在的一般条件。一个关键的实验签名的零能量表面带是一个零偏置峰的隧穿电导，这强烈依赖于表面取向。这可以用作拓扑上非平凡的NCS的指纹。
Giant momentum-dependent spin splitting in centrosymmetric low Z antiferromagnets
固体（能带结构）的能量与晶体动量E（k）图构成了导航其光学、磁性和输运性质的路线图。通过选择具有特定原子类型、组成和对称性的晶体，可以设计目标能带结构，从而设计期望的性质。一个特别有吸引力的结果将是设计分裂成自旋分量的能带，其具有动量依赖性分裂，如Pekar和Rashba所设想的[Zh. Eksperim。i Teor。菲兹47（1964）]，使自旋电子学应用成为可能。目前的论文提供了“设计原则”的波矢量相关的自旋分裂（SS）的能带，平行于传统的Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合（SOC）诱导分裂，但源于一个根本不同的来源-反铁磁性。我们确定了几个通用的AFM原型与不同的SS图案使用磁对称设计原则。这些工具也允许识别特定的AFM化合物与SS属于不同的原型。通过密度泛函能带结构计算，使用一种特定的化合物--中心对称四氟化锰-来定量地说明一种类型的AFM SS。与传统的SOC诱导效应仅限于非中心对称晶体不同，我们表明反铁磁诱导的自旋分裂拓宽了竞争领域，甚至包括中心对称化合物，并使SS在幅度上与最知名的（“巨型”）SOC效应相当，即使没有SOC，因此，并不依赖于经常-不稳定的高原子序数元素所需的高SOC。我们设想使用目前的设计原则，以确定一个最佳的反铁磁体与自旋，分裂能带对于有效的自旋-电荷转换和自旋轨道扭矩应用是有益的，而不需要含有重元素的化合物的负担。
Prediction of $\mathrm{TiRhAs}$ as a Dirac Nodal Line Semimetal via First-Principles Calculations
使用第一性原理计算，我们预测，$\mathrm{TiRhAs}$，以前合成的化合物，是一个狄拉克节线（DNL）半金属。在这种化合物中的DNL被发现是由反转和时间反演对称性的组合，并通过反射对称性，在没有自旋轨道耦合（SOC）的保护。我们的计算表明，与节线相关的带速度具有高度的方向各向异性，垂直于节线的面内速度$v_\perp$在$1.2-2.8\times10^5$ m/s之间。进一步发现，沿DNL的交叉点沿垂直于节线的方向表现出突出的和位置相关的倾斜。我们计算$\mathbb{Z}_2$指数的宇称特征值的时间反演不变动量的基础上，$\mathrm{TiRhAs}$是拓扑的。通过第一性原理计算得到的紧束缚模型证明了在表面布里渊区存在二维鼓面表面态。由于引入SOC后DNL的能隙很小，且费米面干净，没有多余的能带，$\mathrm{TiRhAs}$有望成为进一步研究拓扑半金属性质的候选材料.
Topological Semimetal-Insulator Quantum Phase Transition in Zintl Compounds Ba2X (X=Si, Ge)
通过第一性原理计算，我们发现Ba_2X（X=Si，Ge）在kx=0平面上具有一个节环的拓扑半金属相，当忽略自旋轨道耦合（SOC）时，这种拓扑半金属相受到滑移镜对称性的保护.在表面格林函数计算中，在（100）面上出现了相应的鼓面状表面平带。此外，还发现了拓扑-半金属-绝缘体转变（TSMIT），当SOC开启时，节线半金属将演化为拓扑绝缘体，在Gamma=0点附近出现拓扑保护的金属表面态，当应变超过3%时，这些金属表面态将被调谐为拓扑平凡绝缘体态.这些结果揭示了一类新的材料，表现出拓扑半金属和绝缘体之间的量子相变，并通过弹性应变工程可调谐。
Electronic structure and nontrivial topological surface states in ZrRuP and ScPd$_{3}$ compounds
本文利用第一性原理计算研究了ZrRuP和ScPd $_{3}$的拓扑性质。我们计算了电子结构、表面态和Z $_{2}$拓扑不变量。不存在自旋轨道耦合（SOC）时，ZrRuP的能带结构在布里渊区（BZ）的$Γ$ -K-M高对称线上出现节线。通过对应于平面$k_{z}=0$的镜像对称来保护节线。当费米能级上移0.25eV时，费米面的几何形状是一个以K点为中心的连通环面，在BZ的边界处有开轨道。SOC的引入导致能带结构中的带隙开放，这与从节线半金属到拓扑绝缘体的转变相对应。通过薄膜计算得到了相应的表面态，结果表明表面态沿着带隙区域出现。我们还确定了ScPd $_{3}$化合物作为狄拉克节线半金属。该结构具有非平凡的表面态，相应的Z $_{2}$拓扑不变量为（1;000）. ScPd $_{3}$和ZrRuP的能带都具有费米面，这使得节线具有开轨道。
Topological semimetals in the SnTe material class: Nodal lines and Weyl points
我们从理论上表明，具有低温菱面体晶体结构的IV-VI族半导体化合物代表了拓扑半金属的一个新的潜在平台。通过最小$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$模型，我们发现高温岩盐晶体结构的两步结构对称性约化，包括沿[111]方向的菱面体畸变和随后的阳离子和阴离子亚晶格的相对移动，产生拓扑保护的Weyl半金属和节线半金属相。我们推导出一般表达式的节点功能和应用我们的结果SnTe明确显示如何外尔点和节点线出现在这个系统中。在实验上，拓扑半金属有可能在低温铁电相的SnTe，GeTe和相关合金中实现。
Spinless hourglass nodal-line semimetals
节线半金属是拓扑半金属的一种，在带隙闭合的节线上具有简并性。在许多情况下，节线是偶然出现的，在这种情况下，仅仅从晶体的对称性和电子填充是不可能确定节线是否出现的。在本文中，对于无自旋系统，我们表明，在特定的空间群在$4N+2$填充（$8N+4$填充，包括自旋自由度），存在的节线是必需的，无论系统的细节。在这里，无自旋系统是指自旋轨道耦合可以忽略不计，并且由于SU（2）自旋简并，自旋自由度可以省略的晶体。在这种情况下，这些节线周围的能带结构的形状就像一个沙漏，我们称之为无自旋沙漏型半金属。我们构造了一个模型哈密顿量作为一个例子，我们表明，它总是在无自旋的沙漏形线半金属相，即使当模型参数的变化，而不改变系统的对称性。我们还建立了所有中心对称空间群的列表，在这些空间群下，无自旋系统总是有沙漏形的节线，并说明了节线的位置。我们认为Al $_3$ FeSi $_2$是由这种机制产生的一种半金属。
Intrinsic Mechanism for Magneto-Thermal Conductivity Oscillations in Spin-Orbit-Coupled Nodal Superconductors
我们描述了一种机制，通过它的纵向热导率$κ_{xx}$，在面内磁场中测量，振荡作为一个功能的场角在分层节点超导体。当节点处的自旋轨道分裂大于节点散射率时，这些振荡发生，并且与先前确定的涡致振荡互补。在充分各向异性的材料中，自旋-轨道机制可能占主导地位。作为一个特殊的应用，我们专注于铜酸盐高温超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$。这种材料属于Rashba双层，其中单个CuO $_2$层缺乏反转对称性，尽管晶体本身是全局中心对称的。我们发现，自旋-轨道耦合赋予$κ_{xx}/T$的特性依赖于磁场角，应该很容易检测到实验，并认为，对于欠掺杂的样品的自旋-轨道的贡献大于涡旋的贡献。磁热导率的一个关键优点是它是自旋轨道物理的体探测器，因此对表面的反转破坏不敏感。
Drumhead Surface States and Topological Nodal-Line Fermions in TlTaSe2
拓扑线半金属是一种新的凝聚态，具有一维体结线和二维鼓面表面带。基于第一性原理计算和我们的有效k。p模型，提出了三元过渡金属硫属化物TlTaSe_2中拓扑线费米子的存在。非中心对称结构和强自旋-轨道耦合产生了自旋螺旋线体态，这些体态受到该化合物的镜像反射对称性的保护。这是显着区别于其他提出的半金属，如Cu 3 NPb（Zn），其中节线只存在于消失的自旋轨道耦合的限制。我们发现，鼓面表面状态TlTaSe 2，这是与拓扑结线，表现出非常规的手征自旋纹理和异国情调的Lifshitz过渡作为多个鼓面表面状态口袋之间的联系的结果。
Nodal lines and boundary modes in topological Dirac semimetals with magnetism
具有磁序的节线半金属在理论上已经被预测，并且仅在少数化合物中被实验观察到。通过在拓扑狄拉克半金属（TDSM）中引入磁性，我们从理论上研究了这种磁性线态的体相和边界电子结构。TDSM，例如$\mathrm{Cd_3 As_2}$和$\mathrm{Na_3 Bi}$，其特征在于由晶体的旋转对称性保护的一对自旋简并狄拉克点。通过在TDSM的晶格模型中引入与电子自旋耦合的局域磁矩，我们证明了TDSM既可以转变为Weyl半金属，也可以转变为非线性半金属，这取决于交换耦合中的轨道依赖性和由磁矩形成的磁化方向.在这种磁性半金属态中，我们发现了边界处具有鼓面状能带结构的零模，其特征在于拓扑数为$\mathbb{Z}$。通过在晶格模型中引入磁畴壁，数值模拟了这些零模。
Co-existence of Weyl Fermion and Massless Triply Degenerate Nodal Points
通过第一性原理计算，我们提出WC型ZrTe是一种新型的拓扑半金属。它在第一布里渊区有六对手征外尔节点，但它与其他现有的TSM的区别在于有额外的两对无质量费米子，具有三重简并节点，如同构化合物TaN和NbN中所提出的。镜像对称性、三重旋转对称性和时间反演对称性要求所有Weyl节点具有相同的速度矢量并位于相同的能级。在不同的表面上的费米弧，这可能是测量未来的实验。它证明了“物质宇宙”可以同时支持更多有趣的粒子。
Spiral-induced anomalous Hall effect from odd-parity spin-nodal lines
研究发现自旋螺旋结构通过奇宇自旋分裂和自旋轨道耦合诱导异常霍尔效应，其核心机制涉及自旋轨道耦合、螺旋平面取向和磁化方向的相互作用。
Fermiology of a topological line-nodal compound CaSb2 and its implication to superconductivity: angle-resolved photoemission study
利用角分辨光电子能谱（angle-resolvedphotoemission spectroscopy，AES）技术研究了拓扑线结化合物CaSb_2在Tc~ 1.8K发生超导转变时的费米面拓扑结构。我们发现，一个三维的空穴袋在G点是常见的两种类型的单晶样品由不同的生长条件制造。另一方面，载流子掺杂水平估计从化学势的位置被发现是敏感的样品制造条件。计算预测的Y（C）点处的圆柱形电子袋在两个样品中的一个中不存在，尽管事实上两个样品通常显示出具有相似Ts的超导性。这表明了三维空穴袋对超导电性的发生的关键作用，并进一步指出了一种有趣的可能性，通过在CaSb 2中进行载流子调谐来控制超导电性的拓扑性质。
Dirac and Weyl Superconductors in Three Dimensions
我们介绍了3D狄拉克（Weyl）超导体（SC）的概念，它有保护块四（二）重节点和表面Andreev弧在零能量。我们提供了在具有奇宇称配对和镜像对称的中心对称SC中实现它们的充分判据，例如，Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的节相。当镜像缠绕数非平凡时，狄拉克节点对出现在镜像不变平面中。镜像对称性破缺可以使狄拉克节点间产生拓扑SC。当反演规范对称性破缺时，每个狄拉克节点演化为节点环。只有当时间反演对称性被破坏时，狄拉克节点才可能分裂成一对外尔节点。
Pressure-induced magnetic and topological transitions in non-centrosymmetric MnIn$_{2}$Te$_{4}$
时间反演不变拓扑态的发现在近几十年来引起了人们的极大关注。然而，尽管有潜力展示各种奇异的物理，磁拓扑相位的研究滞后，由于潜在的增加了磁性的复杂性。在这项工作中，我们预测的磁性和拓扑结构的相互作用，在非中心对称的三元锰化合物MnIn $_2$ Te $_4$，使用第一性原理计算。在环境压力下，系统的基态是反铁磁绝缘体。随着应用程序的小静水压力（$\sim$ 0.50 GPa），它经历了磁性转变和铁磁状态变得积极有利。在$\sim$ 2.92 GPa下，系统经历了到外尔半金属相的过渡，该外尔半金属相在本体中具有多个外尔点，并且与非平凡的表面费米弧相关联。值得注意的是，我们发现，在这个系统中的外尔点的数量可以控制的压力，这些表现在一个异常的霍尔电导率（AHC）。除了提出一种新的候选磁性拓扑材料之外，我们的工作还表明，压力可以是在磁性材料中诱导和控制拓扑相以及AHC的有效方法。这些特性可以使我们提出的材料被用作一种新型的压力控制霍尔开关。
Dynamical conductivity in topological nodal-line semimetal ZrSiS
ZrSiS是一种理想的半金属半导体材料。本文采用基于第一性原理能带计算的多轨道理论模型，对ZrSiS的动态电导率进行了理论研究。我们发现，与理想狄拉克模型不同，干净极限下的动态电导率实际上不是频率无关的，而通过引入可能由无序引起的能量加宽来实现几乎平坦的依赖性。研究结果可应用于ZrSiSe、ZrSiTe、HfSiS等具有类似晶体结构的化合物。
Dirac and nodal line magnons in three-dimensional antiferromagnets
我们研究了三维反铁磁体中的磁振子激发的拓扑性质，其中基态组态在时间反演和空间反演（$PT$ -对称性）下是不变的。我们证明了狄拉克点和节线，前者是后者的极限情况下，是一般形式的磁振子分支之间的磁保护带交叉。作为一个具体的例子，我们研究了一个海森堡自旋模型的“spin-web”化合物，Cu $_3$ TeO $_6$，并显示存在的磁振子狄拉克点假设共线磁结构。在打开的dzyaloshinsky-Moriya相互作用，这引入了一个小的非共线性的基态配置，我们发现狄拉克点扩展到节点线与非平凡的$Z_2$ -拓扑电荷，一种新的类型的节点线在任何材料中未预测到的。
Observation of Unusual Topological Surface States in Half-Heusler Compounds LnPtBi (Ln=Lu, Y)
拓扑量子材料代表了一类既有奇异物理现象又有新的应用潜力的新物质。许多Heusler化合物表现出丰富的涌现性质，如不寻常的磁性，超导性和重费米子行为，被预测具有非平凡的拓扑电子结构。Heusler材料的拓扑有序性和其他特殊性质的共存使其成为寻找新的拓扑量子相（如量子反常霍尔绝缘体和拓扑超导体）的理想平台。通过对稀土半Heusler化合物LnPtBi（Ln=Lu，Y）的角分辨光电子能谱（ARPES）和从头算研究，直接观察到了这些材料上的异常拓扑表面态，确立了它们是该类材料中具有非平凡拓扑电子结构的第一成员.此外，由于LnPtBi化合物是非中心对称超导体，我们的发现进一步突出了它们作为拓扑超导体的有希望的候选者。
Symmetry Demanded Topological Nodal-line Materials
狄拉克和外尔物理在固体中的实现使拓扑材料成为凝聚态物理的主要研究热点之一。最近，拓扑节线半金属（topological nodular line semimetals）成为拓扑量子物质研究的一个热点。在拓扑节线半金属中，沿着动量空间中的特殊线的Dirac或Weyl类交叉产生了一个封闭的环或简并线，而不是离散的点。在这里，我们回顾了实验证实和理论预测的拓扑节线半金属，特别侧重于在各种材料中的节线的对称性保护机制。三种不同的机制：讨论了反演和时间反演对称性、镜像反射对称性和非对称对称性的组合，以及它们在自旋轨道耦合作用下的鲁棒性。我们还提出了一种新的外尔节线材料，Te平方网化合物KCu $_2$ EuTe $_4$，它有几个外尔节线，包括一个非常接近费米能级（$<$ 30 meV低于E $_F$）。最后，我们讨论了潜在的实验签名观察奇异属性的节线物理。
Topological nodal-line semimetals in alkaline-earth stannides, germanides and silicides
基于第一性原理计算和有效的哈密顿量分析，系统地研究了碱土金属化合物$AX_2$（$A$ =Ca，Sr，Ba; $X$ =Si，Ge，Sn）的电子和拓扑性质.以BaSn $_2$为例，我们发现当忽略自旋-轨道耦合时，这些材料是三维拓扑线半金属，其特征是在三维动量空间中具有蛇形节环。在（001）面上，根据表面终止方式的不同，在环圈的内部或外部出现鼓面状表面态，而在（010）面上则出现复杂的双鼓面状表面态。当考虑自旋轨道耦合时，节线是带隙的，系统成为具有Z $_2$拓扑不变量（1;001）的拓扑绝缘体。由于轻元素的自旋-轨道耦合效应较弱，因此预期在某些碱土金属锗化物和硅化物中可实现半金属线相。
Topologically nontrivial electronic states in CaSn$_{3}$
基于第一性原理计算，我们在理论上提出了最近实验发现的超导材料CaSn $_3$的拓扑非平凡态.当自旋轨道耦合（SOC）被忽略时，材料是一个主机的三维拓扑线半金属态。在连接节线的表面布里渊区的二维区域内，出现了受时间反演和镜像对称共存保护的鼓状表面态。当包含SOC时，出乎意料地，在该中心对称材料中，每个节线演化成两个Weyl节点（W1，W2）。Berry曲率计算表明，这些节点发生在一对，并作为源或汇的Berry通量。该材料还具有独特的费米弧形式的表面状态，与其他已知的外尔半金属不同，费米弧在费米表面上形成表面状态的闭合回路。我们在超导材料中拓扑非平凡态的理论实现为解开拓扑物理和超导性之间的相互联系铺平了道路。
Discovery of Weyl nodal lines in a single-layer ferromagnet
二维材料在基础研究和器件应用方面都得到了广泛的关注和快速的发展。在二维材料中寻找奇异的物理性质，例如磁性和拓扑有序，可以实现新型量子器件，因此处于材料科学的最前沿。在这里，我们报告的发现，在二维铁磁材料，单层钆-银化合物，结合角度分辨光电子能谱测量和理论计算的基础上的双重简并外尔节线。这些外尔节线是对称保护的，因此对外部扰动是鲁棒的。磁性和拓扑秩序在二维材料中的共存可能会为设计和实现新型纳米自旋电子器件的持续努力提供信息。
Dirac nodal lines and induced spin Hall effect in metallic rutile oxides
我们在金属金红石氧化物IrO $_2$、OsO $_2$和RuO $_2$的能带结构中发现了狄拉克结线（DNL），并揭示了这些结线所贡献的大的自旋霍尔电导，这解释了最近发现的IrO $_2$的强自旋霍尔效应（SHE）.存在两种类型的DNL。第一种类型形成DNL网络，其在整个布里渊区中延伸，并且仅在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下出现，其在边界上诱导表面态。由于SOC诱导的能带反交叉，在这些化合物中可以实现大的本征SHE。第二种类型出现在布里渊区边缘，由于非对称对称性的保护，对SOC是稳定的。除了报道新的DNL材料外，我们的工作揭示了DNL和SHE之间的一般关系，为Dirac结材料在自旋电子学中的应用指明了一条道路。
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