High Electron Mobility and Large Magnetoresistance in the Half-Heusler Semimetal LuPtBi
具有高载流子迁移率和大磁电阻效应的材料在未来高性能磁电器件中具有潜在的应用前景，因此近年来受到广泛关注。在这里，我们报告的电子空穴补偿的半Heusler半金属LuPtBi，表现出极高的电子迁移率高达79000 cm 2/Vs的非饱和正MR高达3200%，在2 K的发现。值得注意的是，在300 K的迁移率被发现超过10500平方厘米/Vs，这是迄今为止在三维块体材料中报道的最高值之一。在低温下观察到的干净的Shubnikov-de Haas量子振荡和第一性原理计算一起表明，高的电子迁移率是由于晶体独特的能带结构引起的相当小的有效载流子质量。我们的发现提供了一种新的方法，通过设计一个合适的费米表面拓扑结构，从简单的电子空穴补偿半金属找到大的，高迁移率的MR材料。
2015-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature magnetic topological semimetal state in half-metallic Heusler Co$_2$TiX (X=Si, Ge, or Sn)
拓扑半金属（TSM）包括外尔半金属和半导体线半金属，有望开辟凝聚态和材料科学的下一个前沿。虽然最近在TaAs中发现了第一个反转破坏Weyl半金属，但它的磁性对应物，即，时间反演打破外尔和节线半金属，仍然难以捉摸。据预测，他们表现出异国情调的性质不同的反转打破TSM包括钽。在本文中，我们确定了居里温度高于350 K的铁磁半金属化合物Co $_2$ TiX（X=Si，Ge，或Sn）中的磁性拓扑半金属态。我们的第一性原理能带结构计算表明，在没有自旋-轨道耦合，Co $_2$ TiX的特点是三个拓扑节线。自旋-轨道耦合的包含引起外尔节点，其动量空间位置可以作为磁化方向的函数来控制。我们的研究结果不仅为室温下磁性材料拓扑半金属态的实验实现打开了大门，而且还提出了潜在的应用，例如在高温下Co $_2$ TiX化合物的工程单层中不寻常的异常霍尔效应。
2017-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a magnetic Weyl semimetal without spin-orbit coupling and strong anomalous Hall effect in the Heusler compensated ferrimagnet Ti2MnAl
我们预测在反Heusler Ti 2 MnAl中的磁性Weyl半金属，具有消失的净磁矩和超过650 K的居里温度的补偿亚铁磁体。尽管消失的净磁矩，我们计算出一个大的内在异常霍尔效应（AHE）约300 S/cm。它来自外尔点的Berry曲率分布，外尔点距离费米能级仅14 meV，与平凡带隔离。与反铁磁体Mn 3X（X= Ge，Sn，Ga，Ir，Rh，Pt）中的AHE起源于非共线磁结构不同，Ti 2 MnAl中的AHE直接起源于Weyl点，并受到拓扑保护。大的反常霍尔电导率（AHC）与低的载流子浓度一起应引起大的反常霍尔角。与Co基铁磁Heusler化合物相比，Ti 2 MnAl中的Weyl节点由于逆Heusler结构中缺乏镜像对称性而不是来自节线。由于磁性结构破坏了自旋-旋转对称性，Weyl节点是稳定的，没有SOC。此外，由于相反拓扑电荷的Weyl点之间的大间隔，费米弧的长度可达倒易晶格矢量的75%。这使得Ti 2 MnAl成为磁性Weyl半金属综合研究的优秀候选者。这是第一个例子的材料外尔点，大的异常霍尔效应和角度，尽管消失的净磁矩。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism and superconductivity in the half-Heusler semimetal HoPdBi
我们观察到超导性和反铁磁秩序共存的单晶三元磷属元素化物HoPdBi，一个合理的拓扑半金属。该化合物在$T_N =$ 1.9 K时具有反铁磁性，在低于$T_c =$ 0.7 K时具有超导电性，并通过磁、电输运和比热测量得到证实.比热的反常对应于反铁磁有序转变和晶场效应，而不对应于超导转变。单晶中子衍射结果表明，该反铁磁结构具有（1/2，1/2，1/2）传播矢量的特征。电阻率的温度变化揭示了半导体和金属特性的两个平行导电通道。在弱磁场下，磁电阻表现出弱的反局域化效应，而在强磁场和低于50 K的温度下，磁电阻则很大且为负。在温度低于7 K时，电阻率出现具有两个频率的Shubnikov-de Haas振荡。这些振荡具有非平凡的Berry相位，这是狄拉克费米子的一个显著特征。
2015-12-18 cond-mat.mtrl-sci
NMR evidence for enhanced orbital diamagnetism in topologically nontrivial half-Heusler semimetals
利用~（209）Bi核磁共振（NMR）谱研究了YPtBi和YPdBi晶体中自旋轨道效应对轨道抗磁性的影响。所观察到的相反的符号和温度依赖的幅度的209 Bi NMR位移的两个晶体揭示了增强的轨道抗磁性诱导的自旋-轨道相互作用的实验签名。这项研究表明，NMR各向同性位移可能是有益的，在寻找有趣的自旋电子相之间的大量的拓扑非平凡的半Heusler半金属。
2014-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-metallic Ferromagnets, Spin Gapless Semiconductors, and Topological Semimetals Based on Heusler Alloys
综述了Heusler合金在半金属铁磁体、自旋无隙半导体和拓扑半金属状态下的电子结构、电子和磁性的理论和实验研究。这些物质具有不寻常的、对外界影响高度敏感的磁性和电子特性，这与它们中存在的能隙和外来激发有关。在这些状态中的每一个，以及在它们之间的过渡的电子结构和性质的行为和演变的功能，被认为是。有目的地控制这些材料的性能的可能性对于它们的实际应用是有前景的。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning of anomalous magnetotransport properties in half-Heusler topological semimetal GdPtBi
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；Laboratoire des Solides Irradiés, École Polytechnique（巴黎综合理工学院辐照固体实验室）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）
通过高能电子辐照调节GdPtBi费米能级，研究其拓扑非平凡状态对磁输运性质的鲁棒性，发现负磁电阻和霍尔效应的异常行为。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable phase transitions in half-Heusler TbPtBi compound
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；M.B. Patel Science college（M.B.帕特爾理科學院）；Indian Institute of Technology, Gandhinagar（甘地納格爾印度理工學院）
本研究基于密度泛函理论发现半赫斯勒TbPtBi化合物的物相可通过自旋轨道耦合和应变调控，能实现金属、拓扑半金属、平庸半金属、半导体相间的转变，在量子器件领域有应用潜力。
2023-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport signatures of chiral magnetic anomaly in the half-Heusler phase ScPtBi
对ScPtBi的磁输运性质的研究同时揭示了：对纵向磁阻的负贡献、平面霍尔效应和纵向磁阻的明显角度变窄（手性磁异常的三个标志（Weyl节点之间的轴向电荷的泵送），拓扑半金属的独特性质）。电子结构计算表明，结构缺陷，如反位和空位，在ScPtBi的费米能级上带来了大量的态密度，表明它是一种半金属，而不是之前预测的零能隙半导体。这与ScPtBi中的电阻率一致，不显示半导体的特性。此外，在0.7K以下，我们观察到超导转变的开始，电阻率在0.23K以下完全消失。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Ideal spin-polarized Weyl-half-semimetal with a single pair of Weyl points in half-Heusler compounds XCrTe (X=K, Rb)
本文揭示了半-Heusler化合物XCrTe (X=K, Rb)具有单一Weyl点对的理想自旋极化Weyl半金属态，其Fermi面干净且可通过旋转磁化矢量灵活调节Weyl点位置，为探索磁性Weyl费米子及Weyl物理与自旋电子学的相互作用提供了理想平台。
2024-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CuMn-V compounds: a transition from semimetal low-temperature to semiconductor high-temperature antiferromagnets
本文报道了CuMn-V反铁磁体的理论和实验研究。以前的工作显示了低温反铁磁性和半Heusler CuMnSb的半金属电子结构。在本文中，我们提出了在稳定的正交相的CuMnAs和CuMnP的高温反铁磁性的理论预测。CuMnAs的电子结构处于半金属到半导体的过渡阶段，我们预测CuMnP是半导体。我们表明，过渡到一个类似的能带结构引入较轻的V族元素时，是存在于亚稳半赫斯勒和稳定的正交晶体结构。另一方面，正交相对于高Néel温度是至关重要的。我们对化学合成的CuMnAs进行的X射线衍射、磁化强度、输运和中子衍射测量的结果与理论预测一致。
2011-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Giant spin Hall effect in half-Heusler alloy topological semimetal YPtBi grown at low temperature
Half-Heusler合金拓扑半金属YPtBi是具有大自旋霍尔角$θ$ $_{SH}$和高热稳定性的有效自旋源材料的有希望的候选者。然而，具有低体载流子密度的高质量YPtBi薄膜通常在600 $°$ C下生长，这超过了后端线（BEOL）工艺400 $°$ C的限制。本文研究了在低至300 $°$ C的生长温度下生长的YPtBi薄膜的结晶性和自旋霍尔效应。虽然$θ$ $_{SH}$随着生长温度降低到300 $°$ C由于结晶度的劣化而劣化，但是通过降低溅射Ar气体压力可以恢复。我们获得了高达8.2的巨大$θ$ $_{SH}$，并通过在300 $°$ C和1 Pa的Ar气压下生长的YPtBi中的~10 $^5$ A/cm $^2$的超低电流密度证明了有效的自旋-轨道转矩磁化切换。我们的研究结果提供了在较低的生长温度下生长的YPtBi中获得巨$θ$ $_{SH}$的配方，适合于BEOL工艺。
2022-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio Study of Structural, Magnetic, Optoelectronic and Thermo-Physical Properties of HoPdBi Half-Heusler Semimetal
本研究基于密度泛函理论全面探究了半赫斯勒化合物HoPdBi的结构、弹性、磁性、光电及热物理性质，首次证实其具备机械稳定性、延展性及半金属特性，并发现其在红外反射、紫外吸收、高温散热及自旋电子学领域具有应用潜力。
2025-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Model Hamiltonian and Time Reversal Breaking Topological Phases of Anti-ferromagnetic Half-Heusler Materials
在本文中，我们构造了一个广义Kane模型，该模型在反铁磁有序的局部磁矩和巡游电子自旋之间引入了一个新的耦合项，以描述大家族反铁磁半Heusler材料的低能有效物理.研究了广义Kane模型的拓扑性质，在有效模型的不同参数范围内识别出了Dirac半金属相、Weyl半金属相、节线半金属相、B型三相点半金属相、拓扑镜像（或滑移）绝缘相和反铁磁拓扑绝缘相等多种拓扑相.特别是，我们发现，该系统总是被驱动到反铁磁拓扑绝缘体阶段，一旦散装带隙是开放的，而不管磁矩方向，从而提供了一个强大的实现反铁磁拓扑绝缘体。此外，我们还讨论了这些拓扑相在实际反铁磁半赫斯勒材料中的可能实现。我们的有效模型提供了一个基础，在这类材料的物理现象的未来研究。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Weyl cones and gigantic anomalous Nernst effect in ferromagnetic Heusler films
外尔半金属的特征是在动量空间中存在无质量带色散。当外尔半金属遇到磁性时，由于其拓扑性质，出现了大的异常输运性质。在这里，使用$in-situ$自旋和角度分辨光电子能谱学结合$ab\ initio$计算，我们可视化的自旋极化外尔锥和平带的铁磁Co $_2$ MnGa薄膜的表面状态与充分的recrystallization。我们证明了反常的霍尔和能斯特电导率系统地增长时，磁化诱导的大量外尔锥在Lifshitz量子临界点接近费米能，直到一个高的反常能斯特热电势的$\sim 6.2$ $\rm μV K^{-1}$在室温下实现。由于这种拓扑量子态和完全的反磁化，Co $_2$ MnGa薄膜有望实现在室温和零场下可操作的高效热通量和磁场传感器件。
2020-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Colossal anomalous Hall and Nernst effect from the breaking of nodal-line symmetry in Cu2CoSn Weyl semimetal: A first-principles study
本研究基于第一性原理发现Cu2CoSn全Heusler化合物因节线对称性破缺产生巨大Berry曲率，在费米能级实现约1003 S/cm的反常霍尔电导率和3.98 A/m-K的反常能斯特电导率，可媲美Co2MnGa，为自旋电子学应用提供新材料。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Giant spin Hall angle in the Heusler alloy Weyl ferromagnet Co$_2$MnGa
外尔半金属由于其奇异的拓扑性质在凝聚态物理中扮演着重要的角色，它们与铁磁性的共存可能会导致增强的自旋相关现象。本文利用横向自旋阀结构中的电自旋注入，在室温下研究了铁磁Weyl半金属Heusler合金Co $_2$ MnGa中的逆自旋霍尔效应（ISHE）.自旋输运性质，如自旋极化和自旋扩散长度在这种材料中被精确地提取，以估计自旋霍尔角$θ_{\textrm{SH}}$，这被发现是$-0.19\pm0.04$，是最高的报道的铁磁体。尽管该值与已知重金属的数量级相同，但Co $_2$ MnGa的显著更高的电阻率意味着检测电压的大小的改进，而其铁磁性质允许通过磁化方向控制SHE的强度。它还表明，Onsager的互易性不适用于这个系统，这是部分归因于不同的自旋依赖霍尔电导率自旋向上和自旋向下的载流子。
2021-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Hall Effect in Antiferromagnetic Half-Heusler Materials
最近的研究表明，在反铁磁半赫斯勒化合物中可以出现各种拓扑状态，包括狄拉克、外尔、双线和三点半金属相。然而，如何确定AFM结构和区分不同的拓扑相的输运行为仍然是未知的。我们发现，由于存在相结合的时间反演和分数平移对称性，最近提出的二阶非线性霍尔效应可以用来表征不同的拓扑相位与各种AFM配置。在对称性分析的指导下，我们得到了不同原子力显微镜配置的Berry曲率偶极子的表达式。基于有效的模型，我们明确地计算的Berry曲率偶极子，这是被发现是消失的小的三点半金属相，和大的Weyl半金属相。我们的研究结果不仅为AFM半Heusler材料的磁序和拓扑相的识别提供了一种有效的方法，而且为非线性霍尔效应的工程化提供了一个通用的平台。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties and giant anomalous Hall angle in half-Heusler compound TbPtBi
磁性镧系半Heusler（$R$ PtBi; $R$是镧系元素）代表了Heusler家族的一个有吸引力的子群，并且已经被确定为时间反演对称性破缺拓扑Weyl半金属的理想候选者。本文详细分析了阻挫反铁磁TbPtBi的磁输运性质。该材料显示出大的非饱和磁阻（MR），具有不寻常的磁场依赖性。TbPtBi的MR相对于沿不同晶向施加的磁场是显著各向异性的，并且指示费米面的各向异性性质。手征反常引起的负纵向磁电阻证实了外尔费米子的存在。在低温下，观察到Berry相驱动的大的反常霍尔电导。计算的反常霍尔角是迄今为止报道的最大的。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Stability of Weyl points in magnetic half-metallic Heusler compounds
我们采用{ \it ab-initio}完全相对论电子结构计算研究的Weyl点的稳定性在类的半金属铁磁全Heusler材料的动量空间内，通过专注于Co $_2$ TiAl作为一个公认的原型化合物。在这里，我们表明，Weyl点的数量连同它们的$k$ -空间坐标可以由磁化方向控制。这种替代的自由度，这是不存在于其他拓扑材料（例如外尔半金属），介绍了新的功能，具体的类半金属铁磁体。特别令人感兴趣的是外尔点，这些外尔点与磁化轴的任意旋转无关。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Design of L2_1-type antiferromagnetic semiconducting full-Heusler compounds: A first principles DFT+GW study
反铁磁自旋电子学是一个不断发展的研究领域。采用标准密度泛函理论和$GW$近似下的FLAPW方法的框架内，我们研究了7个潜在的反铁磁半导体Heusler化合物的电子和磁性与18（或28时，Zn是本）的每单位电池的价电子。我们发现，在这些化合物中，G型反铁磁性是基态，它们都是半导体（Cr $_2$ ScP，Cr $_2$ TiZn，V $_2$ ScP，V $_2$ TiSi和V $_3$ Al）或半金属（Mn $_2$ MgZn和Mn $_2$ NaAl）。相对于标准电子结构计算，多体修正对电子能带结构的影响最小。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-protected ideal Weyl semimetal in HgTe-class materials
理想的外尔半金属，其所有外尔节点都精确地处于费米能级，并且在体中没有共存的平凡费米表面，类似于石墨烯，可以具有深层次的物理学特征，例如由手征异常引起的奇异输运现象。在这里，我们表明，碲化汞和半Heusler化合物，在很宽的范围内的面内压缩应变，可以在自然界中实现理想的外尔半金属与四对外尔节点和拓扑表面费米弧的材料。一般来说，我们发现，碲汞类材料的非平凡的带反转和非中心对称性提供了一个有前途的舞台，实现理想的外尔半金属。这种理想的外尔半金属可以进一步提供一个独特的平台来研究涌现现象，例如理想外尔费米子和半赫斯勒化合物LaPtBi中超导性之间的相互作用。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insulating Half-Heusler TmPdSb with Unusual Band Order and Metallic Surface States
本研究通过理论和实验揭示了半赫斯勒化合物TmPdSb在绝缘体中的异常能带反转和金属表面态，并证实了其体绝缘性及表面导电特征。
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Large low-field positive magnetoresistance in nonmagnetic half-Heusler ScPtBi single crystal
采用Bi自熔法合成了高质量的半Heusler ScPtBi单晶。该化合物是一种空穴占主导的半金属，在2K和1 T的磁场下具有高达240%的低场磁电阻。磁输运测量结果表明，大的低场磁电阻效应是场诱导金属-半导体相变和弱反局域化效应共存的结果。此外，霍尔测量表明，ScPtBi单晶在很宽的温度范围内表现出很高的迁移率（2K时为4050 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），300 K时为2016 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1））。这些发现不仅表明了半Heusler化合物是一种潜在的高灵敏度磁传感器候选材料，而且对全面了解稀土半Heusler化合物具有重要意义。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of Physical Characteristics of the New Half-Heusler Alloy BaHgSn by DFT Analysis
本研究通过DFT计算发现半赫斯勒合金BaHgSn具有狄拉克半金属特性（带隙0.1 eV），并验证其在光电和热电设备中的应用潜力。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin current source using a half-Heusler alloy topological semimetal with Back-End-of-Line compatibility
拓扑材料，如拓扑绝缘体（TI），由于其巨大的自旋霍尔效应，在超低功率自旋电子器件方面具有巨大的潜力。然而，巨大的自旋霍尔角（$θ_{SH}$ > 1）限于具有有毒元素和低熔点的少数硫属化物TI，使得它们在硅后段工艺（BEOL）期间对于器件集成具有挑战性。在这里，我们表明，通过使用半赫斯勒合金拓扑半金属（HHA-TSM），YPtBi，有可能实现高达1.6的巨型$θ_{SH}$和高达600 $°$ C的高热预算。我们证明了磁化切换的CoPt薄膜使用的巨自旋霍尔效应的YPtBi的电流密度低于重金属的一个数量级。由于HHA-TSM包括一组具有很大灵活性的三元拓扑材料，我们的工作为具有高$θ_{SH}$和与BEOL工艺的高兼容性的第三代自旋霍尔材料打开了大门，这将易于被工业采用。
2021-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pt-induced semimetallic transport and enhanced thermoelectric response in the half-Heusler alloy YNi_{0.5}Pt_{0.5}Bi
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Damanhour University（达曼胡尔大学）；Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Tohoku University（东北大学）
本研究探究半赫斯勒合金YNi_{0.5}Pt_{0.5}Bi的输运与热电性质，发现Pt取代Ni可诱导其转变为半金属，提升塞贝克系数并降低热导率，为调控该类化合物性质提供了有效途径。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large anomalous Hall angle in a topological semimetal candidate TbPtBi
研究了具有简单能带结构的磁场诱导拓扑半金属TbPtBi反铁磁半Heusler单晶的磁输运性质。我们发现，在强磁场（B> 7 T）下，反常霍尔电阻率随磁场的变化具有非单调性，这是由于在外加磁场作用下，类塞曼分裂引起的能带结构的变化。实验结果表明，该样品的电阻率和电导率异常值分别达到0.6798mΩcm和125Ω-1cm-1。在TbPtBi中获得了高达33%的大AHA，这与典型的铁磁Weyl半金属相当。分析结果表明，这是由于电场附近的拓扑能带和低载流子密度造成的。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Formation of two-dimensional electron and hole gases at the interface of half-Heusler semiconductors
Heusler是一个重要的多功能材料家族，包括半导体、半金属、拓扑半金属和磁性超导体。由于它们具有相同的晶体结构，但在化学组成上有很大的不同的电子性质和灵活性，基于Heusler的异质结构可以被设计成在界面处显示出有趣的性质。利用电子结构计算，我们表明，二维电子或空穴气体（2DEG或2DHG）的半赫斯勒（HH）半导体的界面处形成没有任何化学掺杂。我们使用CoTiSb/NiTiSn作为例子，并表明在TiSb/Ni（001）终端的2DEG和在Co/TiSn（001）终端的2DHG是界面固有的，并保持相当高的电荷密度为3x10^14载流子/cm ^2。这些多余的载流子被紧密地束缚在界面平面上，并且完全容纳在过渡金属d子带中。2DEG和2DHG的形成并不特定于CoTiSb/NiTiSn系统;基于能带对准、界面终止和晶格失配，提供了预测形成2DEG或2DHG的HH半导体的组合的列表。
2018-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of the Weyl semimetals Co$_2$MnX (X=Si, Ge, Sn)
利用第一性原理电子结构计算，我们发现铁磁Heusler化合物Co $_2$ MnX（X= Si，Ge，Sn）具有非平凡的拓扑特征，属于Weyl半金属范畴.这些材料在费米能级附近表现出两个拓扑有趣的能带交叉。这些带交叉在布里渊区中具有复杂的3D几何形状，并且其特征在于由垂直镜像平面保护的非平凡拓扑结构如霍普夫链路和链状节线。自旋-轨道相互作用将这些节线分裂成几个零维外尔带交叉。与先前已知的拓扑非平凡的赫斯勒材料不同，这些多数自旋带交叉位于少数自旋带的带隙中，可能有助于其实验实现。
2021-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Angular dependence of large negative magnetoresistance in a field-induced Weyl semimetal candidate HoAuSn
研究反铁磁 half-Heusler 单晶 HoAuSn 中磁阻的角度依赖性，发现 9 T 下高达 99% 的负磁阻且可持续至 20 K，结合实验与第一性原理计算表明其源于磁场重构能带并诱导外尔点，为寻找大负磁阻材料及实现拓扑电子态提供指导。
2024-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Identifying the fingerprints of topological states by tuning magnetoresistance in a semimetal: the case of topological half-Heusler Pt1-xAuxLuSb
拓扑材料通常表现出显著的线性、非饱和磁电阻（LMR），这在科学和技术上都具有重要意义。然而，在这种行为的出现中，拓扑非平凡状态的作用在实验中没有得到明确的证明。在这里，通过减少拓扑表面态（TSS）和体载流子之间的耦合，我们可控地调整的LMR行为在Pt 1-xMnO_2 LuSb到不同的平台霍尔电阻，这是我们从一个量子霍尔相位产生。这使我们能够揭示朗道能级的拖尾（否则会产生量子霍尔相位）如何导致LMR行为，这是由于具有正g因子的TSS与体载流子之间的强相互作用。我们建立了控制拓扑材料中表面和体载流子之间的耦合强度可以使它们的磁输运行为发生显着变化。此外，我们的工作概述了一种策略，以揭示宏观物理可观的TSS的化合物与半金属块体能带结构，是在多功能的Heusler化合物的情况下，从而开辟了机会，他们利用混合量子结构。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport in Ru$_2$TiSi full-Heusler compounds
本研究结合理论与实验探究Ru$_2$TiSi基全赫斯勒化合物的热电输运特性，发现其可用双抛物带模型描述，p型材料因轻空穴具更高效率，通过调控热导率有望实现zT>1的优异热电性能。
2024-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Multiple Triple-Point Fermions in Heusler Compounds
利用密度泛函理论计算，我们报道了一组新的拓扑半金属X $_{2}$ YZ（X = Cu，Rh，Pd，Ag，Au，Hg，Y = Li，Na，Sc，Zn，Y，Zr，Hf，La，Pr，Pm，Sm，Tb，Dy，Ho，Tm，Z = Mg，Al，Zn，Ga，Y，Ag，Cd，In，Sn，Ta，Sm），这表明存在着沿着四个独立的$C_{3}$轴的多个拓扑三相点费米子。这些费米子准粒子在标准模型中没有类似的基本粒子。利用角分辨光电子能谱方法模拟得到了奇异的拓扑表面态和特征费米弧。自旋-轨道耦合的加入将三相点分裂成两个狄拉克点。三相点费米子出现在易分裂的（111）表面上，并与表面$\barΓ$点很好地分离，使它们能够在表面光谱技术中分辨。这种介于外尔点和狄拉克点之间的中间线性色散简并可能为量子输运应用提供有前景的候选者。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Negative longitudinal magnetoresistance as a sign of a possible chiral magnetic anomaly in the half-Heusler antiferromagnet DyPdBi
半Heusler反铁磁体DyPdBi的磁输运研究揭示了Weyl半金属的标志性特征：巨大的负纵向磁电阻和平面霍尔效应。这两种效应最近都与手性磁异常有关-外尔节点之间的轴向电荷泵。DyPdBi单晶的磁电阻（MR）非常显著。在纵向于电流方向的磁场中，其达到-80%，并且其相对于在横向场中测量的相对差（表示为各向异性磁阻）非常强：在10 K和14 T下为-60%。DyPdBi的平面霍尔效应对温度和磁场的非单调依赖性，这在以往的研究中还未见报道。我们将用样品中线上的电压接触测量的磁电阻与用其边缘上的接触测量的磁电阻进行比较，并表明电流喷射（各向异性负磁电阻的外部来源）的作用很小。我们讨论了化合物的性质和样品质量排除了弱局域化和手征磁异常以外的负和各向异性磁电阻的内在来源。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and transport properties of rare-earth-based half-Heusler phases RPdBi: prospective systems for topological quantum phenomena
在1.5-300 K温度范围内和12 T以下磁场中对RPdBi（R = Er，Ho，Gd，Dy，Y，Nd）化合物进行了X射线衍射、磁化率、电阻率、磁电阻率、热电势和霍尔效应测量。这些三元化合物，除了抗磁性的YPdBi，表现出局部磁性的$R^{3+}$离子，并在低温（$T_{N}$ = 2-13 K）反铁磁秩序。输运测量揭示了半金属或窄带半导体的行为特征。电子和空穴都对导电性有贡献，其中p型载流子起主导作用。ErPdBi的霍尔效应强烈地依赖于温度和磁场，反映了其具有多电子和空穴带的电子结构的复杂特征。RPdBi，特别是DyPdBi，表现出非常好的热电性能，其功率因数系数$PF$在6至20 $μ$ Wcm $^{-1}$ K $^{-2}$的范围内。
2011-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Topological Materials: Weyl Semimetals
拓扑绝缘体和拓扑半金属都是一类新型的量子材料，它们的特征是由体能带结构的拓扑结构诱导出表面态。拓扑狄拉克或外尔半金属显示线性分散的圆形节点，称为狄拉克或外尔点，作为石墨烯的三维类似物。我们回顾的基本概念，并比较这些拓扑状态的物质从材料的角度，特别侧重于外尔半金属。TaAs家族是以教学方式介绍Weyl点签名的理想材料类别，从费米弧到手性磁输运性质，然后在WTe2，MoTe2和相关化合物中寻找II型Weyl半金属。许多材料都是大族的成员，并且可以调整拓扑属性。作为一个例子，我们介绍了多功能拓扑材料，Heusler化合物，其中既可以找到拓扑绝缘体和磁性Weyl半金属。
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Griffiths' phase behavior of the Weyl semimetal CrFeVGa
本文报道了一种新的拓扑半金属CrFeVGa的理论和实验研究，着重于原子无序对它的磁电性质的作用及其应用.CrFeVGa属于四元Heusler合金族，晶体结构为立方结构.同步辐射XRD测量证实了B2无序，它在决定系统的电子和磁性方面起着至关重要的作用。
2022-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Investigation of the electronic and thermoelectric properties of Fe2 ScX (X = P, As and Sb) full Heusler alloys by using first principles calculations
本文报道了三种新的具有良好热电性能并有望在实验室合成的全Heusler合金。它们是Fe 2 ScP、Fe 2 ScAs和Fe 2 ScSb化合物。前两种化合物为间接带隙半导体，后一种化合物为半金属基态。Fe_2ScP和Fe_2ScAs的带隙分别为0.3和0.09eV。这些化合物显示出沿Γ -X方向存在平坦的导带，这表明了大的类电子有效质量，并且有望使化合物具有非常好的热电行为。在200 K时，Fe_2ScP、Fe_2ScAs和Fe_2ScSb化合物的Seebeck系数分别为-770、-386和-192 UNFV/K。在这些材料中的n型掺杂预期的最大功率因数（PF）。重掺杂的Fe 2ScP和Fe 2ScAs在宽的温度范围内具有PF>60，这与Bi 2 Te 3的PF相当，Bi 2 Te 3是众所周知的并且是商业上使用的最好的热电材料之一。目前的工作表明，这些材料在很宽的温度范围内可能的热电适用性。
2014-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Strong anomalous Nernst effect in collinear magnetic Weyl semimetals without net magnetic moments
我们预言了在净磁矩为零的反Heusler补偿亚铁磁体Ti $_2$ Mn $X$（$X$ =Al，Ga，In）中存在大的反常能斯特效应.虽然净磁矩为零，在这些系统中的外尔点导致一个大的异常能斯特电导率（ANC）由于缺乏一个磁性的子晶格，反转的贝瑞曲率的符号。与非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge相比，高ANC几乎完全源于这类化合物中的Weyl点，因此，它是拓扑保护的。本文首次在共线系统中发现了净磁矩为零的大ANC，这对全面理解零磁矩磁性材料的热电效应及其应用具有重要意义。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature intrinsic anomalous Hall effect in disordered half-metallic ferromagnetic quaternary Heusler alloy CoRuFeSi
National Institute of Technology Andhra Pradesh（安得拉邦国立技术学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（海德拉巴印度理工学院）；Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Kolkata Centre（UGC-DAE科学研究中心加尔各答中心）
研究发现四元Heusler合金CoRuFeSi在室温下具有显著的内在异常霍尔效应，其源于Berry曲率机制，为自旋电子器件提供了新机遇。
2026-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Time-Reversal-Breaking Weyl Fermions in Magnetic Heusler Alloys
外尔费米子最近被观察到在几个时间反演不变的半金属和光子材料与破缺的反转对称。预计这些系统具有奇异的输运性质，如手性异常。然而，大多数已发现的外尔材料具有大量的外尔节点接近费米能级，从而产生复杂的输运性质。在这里，我们预测，第一次，一个新的家庭的Weyl系统定义的破缺时间反转对称性，即钴基磁性Heusler材料XCo 2 Z（X = IVB或VB; Z = IVA或IIIA）。为了在中心对称磁系统中寻找Weyl费米子，我们想起了一个简单而实用的反演不变量，它被计算为-1，保证了Weyl费米子对的奇数对的存在。这些材料在合金化时，在费米能级上只有两个外尔节点-这是凝聚态系统中可能的最小数量。外尔节点受到沿磁轴的旋转对称性的保护，并且在布里渊区中被大的距离（2阶$π$）分开。并计算了相应的费米弧。这一发现为在实验中操纵和研究磁外尔物理提供了一个现实的和有前途的平台。
2016-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Unusual kinetic properties of usual Heusler alloys
该评论考虑了各种各样的Heusler化合物，它们可以具有半导体，半金属铁磁体，自旋无隙半导体，拓扑半金属和非共线反铁磁体的性质。在这些Heusler化合物中，从晶体结构的角度来看是“常规的”，可以观察到不寻常的动力学和磁性，这是由其电子结构的特征引起的（例如，对于一个自旋投影存在能隙）和磁状态（例如，强铁磁性、补偿亚铁磁性等）。它们的磁性和动力学特性对外部影响非常敏感。根据合金成分和外部参数，可以实现所考虑的状态之间的转换。这为控制此类化合物的电磁特性及其实际应用开辟了进一步的前景。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of chemical ordering on magnetocrystalline anisotropy and magnetoelastic properties in Weyl magnetic semimetal Co2MnGa thin films
Institute of Physics PAS（波兰科学院物理研究所）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所）；Innovative Functional Materials Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所创新功能材料研究所）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构先进科学研究中心）
研究不同化学有序度的Co2MnGa薄膜的磁各向异性和磁弹性，发现L21有序相的出现显著改变这些性质，并观察到巨磁弹性各向异性。
2026-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect in the Weyl semimetal GdPtBi
在凝聚态系统中观测到外尔费米子和狄拉克费米子是最重要的发现之一。在极少数可用的工具来表征外尔半金属通过电输运，负磁阻是最常用的。考虑到这种方法的不足，需要新的工具来表征Weyl半金属中的手征异常。我们采用平面霍尔效应作为研究半Heusler Weyl半金属GdPtBi手征反常的有效手段。该化合物在2K和9T下具有1.5mohm cm的大平面霍尔电阻率值。我们的分析表明，所观察到的振幅主要由Berry曲率和手征异常贡献。通过角相关输运的研究，我们建立了GdPtBi与相对较小的轨道磁电阻是一个理想的候选人，以观察大平面霍尔效应。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective Tight-Binding Model of Compensated Ferrimagnetic Weyl Semimetal with Spontaneous Orbital Magnetization
本文提出了补偿型亚铁磁inverse-Heusler晶格Ti$_{2}$MnAl的有效紧束缚模型，计算了其能谱、Weyl点配置和反常Hall电导率，发现Weyl点处存在有限轨道磁化与消失的自旋磁化，且磁矩可由外磁场控制。
2023-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valve-Like Magnetoresistance and Anomalous Hall Effect in Magnetic Weyl Metal Mn$_2$PdSn
本研究报道了反Heusler结构铁磁性Weyl金属Mn$_2$PdSn在室温下表现出自旋阀类磁电阻和反常霍尔效应，其源于拓扑非平凡能带与磁性的相互作用，为磁性Weyl金属的应用提供了平台。
2024-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic and electrical transport properties of the half-Heusler plumbide TbAuPb
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）
研究半赫斯勒铅化物TbAuPb的热力学和电输运性质，通过实验发现其结构、磁有序及电输运特性，结合第一性原理计算表明该化合物在不同状态下有不同拓扑性质。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Type-II Dirac states in full Heusler compounds XInPd2 (X = Ti, Zr and Hf)
我们预测三个完整的Heusler化合物XInPd2（X = Zr，Hf和Ti）是潜在的候选人II型狄拉克半金属。这些化合物的晶体对称性具有合适的化学环境，具有独特的反转，时间反转和镜像对称性的相互作用。这些对称性有助于在C_4旋转轴上给出六对II型狄拉克节点，它们紧密地位于费米能级处或附近。使用第一性原理计算，对称性参数和晶体场分裂分析，我们说明了这种狄拉克节点在这些化合物中的发生。为了理解费米面的洛伦兹对称性破缺和Lifshitz跃迁，对体费米面进行了研究。体节点投射在（001）和（111）表面上，形成表面费米弧，其可以进一步通过探针如角分辨光发射和扫描隧道光谱检测。通过分析弧随化学势变化的演化，证明了Dirac弧的脆弱性和缺乏拓扑保护。我们预测的化合物克服了以前报道的PtTe2类化合物的局限性。
2019-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The study of magnetic topological semimetals by first principles calculations
磁性拓扑半金属（TSM）是一种时间反转对称性破缺的拓扑量子材料，在费米能级附近具有孤立的节点或线。它们的拓扑性质通常会从体-边对应原理中揭示为非平凡的表面态，如费米弧或鼓面态等。根据晶体动量空间中节点的简并和分布，TSM通常分为Weyl半金属（WSM），Dirac半金属（DSM），非线性半金属（NLSM），三点半金属（TPSM）等。在这篇评论文章中，我们从计算的角度介绍了磁TSM的最新进展。我们首先回顾了早期预测的磁性WSM，如烧绿石铱酸盐和HgCr 2Se 4，以及最近提出的Heusler，Kagome层，和蜂窝晶格WSM。然后，我们讨论了磁性DSM的最新发展，特别是CuMnAs在类型III和EuCd 2As 2在类型IV的磁空间群（MSG）。然后，我们介绍了一些磁性NLSM是强大的对自旋轨道耦合（SOC），即Fe 3GeTe 2和LaCl（LaBr）。最后，我们讨论了磁性TSM的前景和未来的研究方向。
2019-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous magnetotransport in the single-crystalline half-Heusler antiferromagnet ErPdSb
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）
单晶半Heusler反铁磁体ErPdSb在低温下表现出异常磁输运特性，包括负磁阻、霍尔电导率异常贡献及费米面可能重构。
2026-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transverse and Longitudinal Magnetothermopower Promoted by Ambipolar Effect in Half-Heusler Topological Materials
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；International Research Centre MagTop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所国际磁顶研究中心）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）
半Heusler拓扑材料DyPtBi通过双极效应实现大横向和纵向磁热电功率，突破传统权衡，展示高有效热电性能。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Type-II Dirac semimetals in the YPd$_2$Sn class
破坏Lorentz不变性的Weyl和Dirac费米子作为高能物理之外的新型粒子，近年来引起了人们的广泛兴趣，它们表现出了角相关手征反常和拓扑Lifshitz跃迁等新的物理现象。在这里，我们预测的洛伦兹不变性违反狄拉克费米子的存在下，出现在类电子和类空穴的口袋之间的边界处的布里渊区，基于第一性原理的电子结构计算的YPd $_2$ Sn类的Heusler合金。结合这类材料都被报道为超导体的事实，YPd $_2$ Sn类为研究不同于传统狄拉克费米子的奇异物理性质提供了一个合适的平台，特别是对于实现可能的拓扑超导性。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-trivial topological phases in transition metal rich half-Heusler Oxides
本研究提出材料设计方法，在α-相半赫斯勒氧化物中实现大负带反转强度的非平庸拓扑相，验证了9种α-相HH氧化物的拓扑特性，重点研究RbAuO的应变效应，为室温自旋电子学器件提供候选材料。
2023-07-25 cond-mat.mtrl-sci
