Emergent induction in magnetic Weyl semimetals
The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）
研究磁外尔半金属中的涌现电磁响应，通过有效双带模型推导磁电响应公式，包括带内和带间贡献，应用于极性外尔铁磁体模型，揭示环形矩动力学与涌现感应响应的关系及外尔半金属拓扑性质对电磁响应的影响。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Wave-packet Scattering in Weyl Semimetals
在量子力学中，粒子最好用波包而不是平面波来描述。本文研究了不同手征的低能Weyl费米子在Weyl半金属中的波包散射问题。结果表明，在单杂质散射过程中，波包获得了手征保护的位移。更重要的是，手性保护的位移会导致反常散射几率，从而影响外尔半金属的输运性质。我们发现，当费米能级接近Weyl节点时，输运寿命与量子寿命之比急剧增加，从而解释了拓扑（Weyl或Dirac）半金属中实验观察到的量子迁移率.
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac and Weyl Semimetal in XYBi (X=Ba, Eu; Y=Cu, Ag and Au)
Weyl和Dirac半金属由于其新颖的性质，近年来引起了人们的广泛关注.结合第一性原理计算和有效模型分析，我们预测了BaYBi（Y=Au，Ag和Cu）化合物是Dirac半金属.至于磁性化合物EuYBi，虽然时间反演对称性被破坏，但它们的长程磁序不能将狄拉克点分裂成成对的Weyl点。但我们认为Ba离子部分取代Eu离子可以实现Weyl半金属。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional quadratic double Weyl semimetal
非常规Weyl半金属在凝聚态物理和材料科学中引起了广泛的研究兴趣，但在二维空间中却非常罕见。本文基于对称性分析和第一性原理电子结构计算，预测Si/Bi van der Waals异质结是一个二维非常规的二次双Weyl半金属结构，具有强的自旋轨道耦合（SOC）.虽然不受异质结构的C3 v双群对称性的保护，但二维二次双Weyl半金属对于高达6.64%的压缩应变是稳定的。随着应变的进一步增加，系统转变为平凡的半金属，其中相边界是二维三重简并半金属态。Kane-Mele紧束缚模型计算表明，二次双Weyl相是Rashba SOC和邻近效应增强的本征SOC之间竞争的结果，而二次双Weyl半金属通过打破镜像对称性，既可以转变为量子自旋霍尔绝缘体，也可以转变为量子谷霍尔绝缘体.因此，Si/Bi异质结构是研究二维双Weyl半金属和其他新型拓扑相的奇异物理的极好平台。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle interference on type-I and type-II Weyl semimetal surfaces: a review
Weyl半金属是拓扑材料家族中的一个新成员，其主要特征是在体相中具有一对单简并的Weyl锥，在节点附近具有线性色散，在表面上具有费米弧。根据系统是否保持或违反洛伦兹对称性，外尔半金属可以分为两类。光电子能谱测量证实TaAs类和WTe 2类Weyl半金属分别为I型和II型。这篇综述文章旨在阐明和阐述Weyl半金属的基本概念以及I型和II型Weyl半金属的准粒子干涉实验。对揭示费米弧表面态的独特性质--表面载流子的拓扑阱效应，费米弧表面态的弱束缚性质，表面上与轨道有关的散射通道，镜像对称保护的表面Dirac锥等结果进行了概括性的讨论.最后，展望了准粒子干涉技术在拓扑材料中的应用前景。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Weyl orbital semimetals and predictions of several materials classes
石墨烯、拓扑绝缘体和Weyl半金属是三种广泛研究的材料类别，它们具有由亚晶格对称性或自旋轨道耦合产生的Dirac或Weyl锥。在这项工作中，我们提出了一个理论的一类新的散装狄拉克和外尔锥，被称为外尔轨道半金属，其中的轨道极化和纹理反转两个电子状态之间的离散动量借给自己到保护狄拉克或外尔锥没有自旋轨道耦合。通过第一性原理能带结构计算，我们还预测了几个Weyl轨道半金属族，包括V $_3$ S $_4$，NiTi 3S 6，BLi和PbO $_2$.我们发现，在这些材料中的一些预测的最高费米速度甚至大于现有的狄拉克材料。Weyl轨道半金属的合成不仅将Dirac材料的领域从典型的自旋轨道耦合系统和六方晶格扩展到整个周期表，而且还可能为轨道控制电子学或“轨道电子学”开辟新的可能性。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductivity of type-II Weyl semimetals
第二类外尔半金属的特征是在低能激发下的倾斜线性色散，模仿外尔费米子，但明显违反了洛伦兹不变性，这具有有趣的量子输运性质。基于晶格模型，数值研究了平行电场和磁场中第二类Weyl半金属的磁导率。我们发现，在高场制度下，反对称破缺的II型Weyl半金属的磁导率的符号取决于磁场的方向，而在弱场制度下，总是得到积极的磁导率无论磁场方向。我们发现弱局域化对杂质势的空间范围很敏感。在时间反演对称破缺的II型Weyl半金属中，由于群速度、Berry曲率和磁场的联合作用，系统沿能带倾斜方向表现出正或负的磁导率.
2017-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Dirac-Weyl semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl fermions in polar hexagonal $ABC$ crystals
我们提出，非中心对称的LiGa Ge型六方$ABC$晶体SrHgPb实现了一种新型的拓扑半金属，主机的狄拉克和外尔点在动量空间。由于能带反转，受保护的狄拉克点出现在六重旋转$z$轴上，而六对与六重对称相关的外尔点位于垂直的$k_z=0$平面上。通过研究的电子结构作为一个函数的屈曲的汞铅层，这是起源的反演对称性破缺，我们建立的狄拉克和Weyl费米子的共存定义了一个阶段分离两个拓扑不同的狄拉克半金属。这两种狄拉克半金属的区别在于$k_z=0$平面的$\mathbb{Z}_2$指数和侧表面上相应的二维狄拉克费米子的存在或不存在。我们正式我们的第一性原理计算推导和研究的低能量模型描述的Dirac-Weyl半金属相的哈密顿量。最后，我们提出了其他几种材料的非中心对称的$ABC $材料类，特别是SrHgSn和CaHgSn，作为候选人实现Dirac-Weyl半金属。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discovery of a new type of topological Weyl fermion semimetal state in Mo$_x$W$_{1-x}$Te$_2$
最近在TaAs中发现的Weyl半金属提供了在自然界中观察到的第一个Weyl费米子，并大大拓宽了拓扑相的分类。然而，在钽砷已被证明具有挑战性的研究丰富的输运现象所产生的紧急外尔费米子。系列Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$是反转破坏的，分层的，可调谐的半金属，已经作为一个有前途的新的电子平台进行研究，最近提出主机II型，或强洛伦兹违反，外尔费米子。本文报道了在$x = 25\%$的Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$中发现外尔半金属。我们使用泵浦探测角分辨光电子能谱（泵浦探测ARPES）直接观察到费米能级以上的拓扑费米弧，证明外尔半金属。计算结果与理论值吻合较好，表明Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$是第一个Ⅱ型Weyl半金属.我们还发现，某些外尔点是在费米能级，使Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$外尔半金属的传输和光学实验的一个有前途的平台。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Hall effect in Weyl semimetals induced by chiral anomaly
我们预言了在某些反转对称性破缺的Weyl半金属中存在非线性霍尔效应。当Weyl节点对的能量色散是偏斜的--Weyl锥是“倾斜的”--反常速度和手征反常的协同作用引起非线性霍尔效应。这种霍尔电导率在电场和磁场中都是线性的，并且严重依赖于外尔锥的倾斜。我们还表明，这种效果并不依赖于一个有限的Berry曲率偶极子，相反的内在量子非线性霍尔效应，最近观察到的II型外尔半金属。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of the Weyl semimetal in the orthorhombic MoTe2
我们研究了层状过渡金属-二硫属元素MoTeTM的斜方相（Td），作为Weyl半金属候选物，它在我们最近的实验中被发现是一种超导体。$_2$。MoTe $_2$在体能带结构中呈现出四对Weyl点，它们位于稍高于费米能级的位置（$\sim$ 6 meV）.与它的表亲WTe $_2$不同，最近被预测为II型Weyl半金属，发现MoTe $_2$中每对Weyl点之间的间距大到倒易晶格的4%（比WTe $_2$大6倍）。当投影到表面时，外尔点由费米弧连接，由于外尔点间距大，这可以很容易地通过ARPES验证。此外，我们表明，相关效应或应变可以驱动MoTe $_2$从II型到I型Weyl半金属。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet Weyl Semimetal Induced by Off-Resonant Light
我们提出了一个Floquet Weyl半金属态可以诱导在三维拓扑绝缘体，无论是磁或非共振光的应用。虚光子过程在重正化狄拉克质量中起着关键作用，从而导致在外尔点处带隙消失的拓扑半金属。目前的机制，通过非共振光是完全不同的，通过共振光，后者最近被建议引起的Floquet拓扑状态在普通带绝缘体。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Weyl Semimetal Phase in a Kagome Crystal
外尔半金属是一种晶体固体，它含有相对论性外尔费米子，并且在其电子结构中具有特征性的表面费米弧。具有破缺时间反转对称性的外尔半金属很难明确地识别。在这项工作中，使用角分辨光电子能谱，我们可视化的铁磁晶体Co3Sn2S2的电子结构，并发现其特征的表面费米弧和线性体带分散在Weyl点。这些结果确立了Co3Sn2S2作为磁性Weyl半金属，可以作为实现诸如手征磁效应、异常大的反常霍尔效应和量子反常霍尔效应等现象的平台。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic spin-1 Weyl semimetal
拓扑半金属作为自旋为1的Weyl点，在Dirac和Weyl点之外，引起了人们的广泛关注。然而，自旋为1的外尔半金属，它只拥有自旋为1的外尔点在一个干净的频率窗口，没有任何其他节点的阴影，尚未被发现。在这里，我们报告的第一次自旋1外尔半金属的声子晶体。自旋为1的外尔点由两个线性色散和一个额外的平带接触，从下到上的三个带都带有（-2，0，2）或（2，0，-2）的负电荷，并导致在第一和第二带之间以及第二和第三带之间存在双费米弧。我们进一步观察到强大的传播对多关节和拓扑负折射的声表面弧波。我们的研究结果为在宏观尺度上探索自旋为1的外尔物理的奇异性质铺平了道路。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field-induced relativistic properties in type-I and type-II Weyl semimetals
研究了磁场中具有倾斜锥形带的外尔半金属。即使当锥体过度倾斜时（第二类外尔半金属），只要磁场的方向接近倾斜方向，朗道能级量子化也是可能的。最突出的是，倾斜可以在相对论框架内描述的洛伦兹变换，产生了丰富的光谱，显示新的转变超出了通常的偶极的光学电导率。我们确定在后者的特殊功能，使人们能够区分不同类型的半金属。
2016-08-26 cond-mat.mes-hall 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
Hopf-link multi-Weyl-loop topological semimetals
我们构造了一个通用的双带模型，它可以描述具有多个闭合Weyl环的拓扑Weyl半金属。所有现有的多Weyl环半金属，包括网络，或网络链和霍普夫链状态可以在一个相同的框架内检查。基于一个双回路模型，研究了这些拓扑结构不同的体态对应的鼓面表面态，并进行了比较。我们的模型与霍普夫绝缘体的连接进行了讨论。此外，为了在实验上识别这些拓扑结构不同的Weyl半金属态，特别是区分Hopf链和非Hopf链，我们还研究了它们的Landau能级。结果表明，无论磁场的方向如何，霍普夫链态都存在一个四重简并的零能朗道带.
2018-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrents in Weyl semimetals
在理想的二维狄拉克谱中，光电流的产生是完全禁止的。与此形成鲜明对比的是，我们表明，三维外尔半金属可以一般支持显着的光电流世代由于反演对称性破缺和有限倾斜的外尔光谱的组合。详细探讨了对称性、手征关系以及对系统和光源的各种依赖性。我们的研究结果表明，非中心对称的外尔材料可以有利地应用于室温检测的中红外和远红外辐射。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall 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
Spin-orbit-free Weyl-loop and Weyl-point semimetals in a stable three-dimensional carbon allotrope
拓扑能带理论彻底改变了我们对材料电子结构的理解，特别是在具有强自旋轨道耦合（SOC）的系统中预测了一种新的状态--外尔半金属。在这里，一类新的外尔半金属，完全由轻元素与可忽略的SOC，提出。我们的第一性原理计算表明，在三维纯碳网络中的共轭p轨道相互作用，称为互穿石墨烯网络，足以产生相同的外尔物理。这种碳同素异形体具有非常好的结构稳定性。它的费米面由两个沿垂直方向具有线性色散的受保护外尔环组成。在反转对称性破缺时，每个外尔环被简化为一对外尔点。网络的表面带是几乎平坦的，在费米能级具有非常大的态密度。正如预期的那样，它在对称性破缺时被还原为费米弧。
2015-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Helical Spin Order from Topological Dirac and Weyl Semimetals
我们研究了拓扑Dirac和Weyl半金属的动力学质量产生和由此产生的螺旋自旋序，包括量子自旋Hall绝缘体的边缘态、弱拓扑绝缘体的表面态和Weyl半金属的体材料.特别地，外尔半金属的螺旋自旋织构以可见的方式显示了外尔费米子的自旋-动量锁定。螺旋序的自旋波波动携带电荷密度;因此，可以以简单且可预测的方式电控制自旋织构。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A minimal, "hydrogen atom" version of an inversion-breaking Weyl semimetal
外尔半金属的研究兴趣最近爆炸导致了许多外尔半金属候选人和一些外尔半金属在实际材料中的实验观察。通过这些经验，我们已经认识到，典型的外尔半金属拥有许多外尔点。例如，在实验中观察到的第一种外尔半金属TaAs拥有24个外尔点。类似地，Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$系列，最近作为第一种II型外尔半金属被研究，具有八个外尔点。然而，众所周知，对于没有反转对称但具有时间反演对称的外尔半金属，外尔点的最小数量是四个。实现这样一个最小的外尔半金属是非常重要的，因为它将提供一个最简单的“氢原子“的反型破坏外尔半金属的例子。同时，在具有尽可能少的外尔点的系统中，输运实验和设备应用可能更简单。最近，TaIrTe $_4$已被预测为最小的，反转打破外尔半金属。然而，至关重要的是，外尔点和费米弧完全位于费米能级之上，这使得它们无法被传统的角度分辨光电子能谱（ARPES）所利用。在这里，我们使用泵浦-探测ARPES直接访问TaIrTe $_4$费米能级以上的能带结构。我们直接观察到Weyl点和拓扑费米弧，表明TaIrTe $_4$是Weyl半金属。我们发现，总的来说，TaIrTe $_4$有四个外尔点，提供了一个最小的反转破坏外尔半金属的第一个例子。我们的研究结果持有承诺访问外来传输现象中产生的外尔半金属在一个真正的材料。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall
Type-III Weyl Semimetals: (TaSe4)2I
外尔半金属根据外尔点处费米面的几何形状分为I型和II型。在这里，我们提出了一类新的外尔半金属，其独特的费米表面包含两个电子或两个空穴口袋接触在一个多外尔点，被称为III型外尔半金属。基于第一性原理计算，我们首次证明了准一维化合物（TaSe 4）2 I是一种具有较大手征电荷的III型Weyl半金属.（TaSe_4）_2I在（001）面上可以支持四重螺旋面态，并具有非常长的费米弧。角分辨光电子能谱测量与（TaSe 4）2I在室温下的无隙性质一致，并揭示了其特征色散。此外，我们的计算表明，外应变可以在（TaSe 4）2 I中诱导III型、II型和I型Weyl半金属的拓扑相变，并伴随着费米面的Lifshitz相变.因此，我们的工作首次实验表明（TaSe 4）2I是III型Weyl半金属，并为进一步研究III型Weyl费米子的新物理提供了一个有前途的平台。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semimetal with both Rarita-Schwinger-Weyl and Weyl excitations
自旋为3/2的相对论旋量在历史上被称为拉里塔-施温格旋量。无质量的Rarita-Schwinger旋量的右手和左手手征自由度是独立的，被认为是螺旋度为\pm 3/2的左外尔费米子和右外尔费米子。研究了三种自旋为1/2的Weyl半金属在强自旋轨道耦合极限下的时间反演对称性破缺。我们发现，在这个极限下，系统可以是J_{eff} =1/2 Weyl半金属或J_{eff} =3/2半金属，这取决于费米能级的位置.后者在Weyl点附近包括Rarita-Schwinger-Weyl和Weyl自由度。一个非定域势将外尔和Rarita-Schwinger-Weyl自由度分开，出现了相对论性的Rarita-Schwinger-Weyl半金属。该方法可以推广到具有配对作用的多Weyl半金属和Weyl费米子，并获得高的外电荷。类似地，打破Raita-Schwinger-Weyl半金属的空间反转也可能出现。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall
Kramers Weyl Semimetals as Quantum Solenoids and Their Applications in Spin-Orbit Torque Devices
Kramers Weyl半金属是具有固定在时间反演不变动量处的Weyl点的Weyl半金属。最近发现所有手征晶体在时间反演不变动量处都存在Weyl点，因此具有手征晶格对称性的金属都属于Kramers Weyl半金属范畴。在这项工作中，我们表明，由于手征晶格对称性，Kramers Weyl半金属具有独特的纵向磁电效应，其中的电荷电流诱导的自旋和轨道磁化平行于电流的方向。这一特性使得Kramers Weyl半金属可以作为具有轨道和自旋磁化的纳米级量子晶体。由于Kramers Weyl半金属的运动电子可以产生纵向磁化，Kramers Weyl半金属可以用于新设计的自旋轨道扭矩器件，具有垂直磁各向异性磁体的磁化切换的全电控制。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
Optical properties and electromagnetic modes of Weyl semimetals
我们提出了系统的理论研究，体和表面的电磁本征模，或极化激元，外尔半金属。我们推导出的体积和表面电导率的张量考虑到所有可能的组合的光学跃迁涉及体和表面电子状态。我们展示了如何Weyl半金属的电子结构，如位置和分离的Weyl节点，费米能量，费米弧表面状态，可以明确地提取从测量的色散，透射，反射和极化的电磁波。
2018-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear magnetoconductivity in Weyl and multi-Weyl semimetal in quantizing magnetic field
磁输运和磁光实验为研究材料的物理性质提供了强有力的探针。在这里，我们研究了倾斜I型外尔和多外尔半金属的二阶非线性磁导率。在线性响应机制中存在手性异常的情况下，我们发现外尔半金属在非线性输运机制中不存在手性电荷泵。我们预测，反演对称性破缺和倾斜的外尔半金属可以支持有限的纵向非线性磁导率，这是否则不存在于非倾斜外尔半金属。非线性磁导率在超量子极限下为零，在中间磁场区振荡，在半经典极限下饱和。非线性磁导率与倾斜取向密切相关，可以通过非线性磁阻效应或二次谐波产生实验来确定外尔半金属和多外尔半金属的倾斜取向。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall
Observation of a phononic higher-order Weyl semimetal
外尔半金属是一种特殊的系统，其中的奇异现象，如费米弧，伪规范场和量子异常，是由晶体固体中的电子和光子声子的超材料的拓扑带简并引起的。另一方面，高阶拓扑绝缘体揭示了超越传统体边对应的有趣的多维拓扑物理。然而，尚不清楚高阶拓扑是否可以出现在外尔半金属中。在这里，我们报告的实验发现高阶外尔半金属在其声子模拟表现出拓扑保护的边界状态在多个维度。我们在单轴螺旋对称的手征声子晶体中建立了高阶外尔半金属的物理实现。利用近场光谱，我们观察到了表面上的手征费米弧和铰链边界上的一种新的铰链弧态。这些拓扑边界弧态连接了外尔点在不同维度和方向上的投影，从而证明了外尔半金属中的高阶多维拓扑物理。我们的研究建立了晶体材料中高阶拓扑和Weyl物理之间的基本联系，并揭示了高阶拓扑半金属的新视野，其中可能出现前所未有的材料，如高阶拓扑半金属线。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Intrinsic Anomalous Hall Effect in Type-II Weyl Semimetals
最近，一种新的Weyl半金属被称为II型Weyl半金属。不同于通常的（I型）外尔半金属，它有一个点状的费米面，这种新型的外尔半金属有一个倾斜的圆锥形光谱外尔点周围。在这里，我们计算的异常霍尔电导率的外尔半金属与倾斜的锥形光谱的外尔点对，使用久保公式。我们发现，霍尔电导率是不普遍的，可以改变作为量化倾斜的参数的函数的符号。我们的结果表明，即使在Weyl点之间的分离消失的情况下，倾斜的圆锥光谱可以引起有限的反常霍尔效应，如果倾斜的两个圆锥是不相同的。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall
Light control with Weyl semimetals
本文以教程形式系统综述外尔半金属的基本光学响应及其在光学和热光子学中的应用，旨在推动该新兴领域的后续研究。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Detecting monopole charge in Weyl semimetals via quantum interference transport
拓扑Weyl半金属可以在动量空间中拥有带N个荷的Weyl节点。如何检测量子输运过程中双光子电荷的签名仍然是一个具有挑战性的课题。在这里，我们揭示了拓扑半金属中电荷宇称与电导率的量子干涉修正之间的联系。我们发现，奇偶电荷的宇称决定了量子干涉修正的符号，奇和偶宇称分别产生弱反局域化和弱局域化效应。这是由于围绕费米球的时间反转轨道之间的贝里相位差，费米球包围着电荷。从标准的Feynman图计算，我们进一步表明，在低温下的弱场磁导率的$+\sqrt{B}$在双Weyl半金属和$-\sqrt{B}$在Weyl半金属，分别成正比，这可以通过实验验证。
2016-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Global Phase Diagram of Disordered Type-II Weyl Semimetals
该研究数值模拟无序倾斜第一类和第二类 Weyl 半金属的局域化，给出全局相图，揭示二者中间相、寿命比及相界附近绝缘化行为的差异。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Torsional chiral magnetic effect in Weyl semimetal with topological defect
我们提出了一种类似于手征磁效应的外尔半金属中晶格位错引起的扭转响应，即由螺位错或刃位错引起的虚构磁场诱导电荷电流。我们表明，在鲜明的对比，通常的手征磁效应消失在真正的固态材料，扭转手征磁效应存在，即使是现实的晶格模型，这意味着实验检测的效果，通过SQUID或非局部电阻率测量外尔半金属材料。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Weyl fermions induced Magnon electrodynamics in Weyl semimetal
外尔费米子是具有确定手征的费米子，可以引起它们所属的物理系统的对称性的异常破缺。在它们在凝聚态系统中的（3+1）维实现中，即，这种异常引起了磁涨落的拓扑电磁响应，其形式为磁涨落与电磁场之间的非局域相互作用。我们研究了这种非局域相互作用的物理后果，包括电场辅助磁化动力学，一个额外的无隙磁振子色散和极化激元行为，在小磁场中的“兄弟”带。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Switching in Weyl Semimetal-Superconductor Heterostructures
我们提出了一种新的开关机制，利用邻近耦合的Weyl半金属和超导体的表面自旋织构之间的Weyl半金属/超导体/Weyl半金属三层异质结。结果表明，在外加磁场作用下，外尔半金属的表面自旋织构可以完全抑制中间层的超导电性，但只要改变磁场方向，就可以恢复中间层的超导电性.中层超导性的恢复表明向低阻态的急剧转变。这种尖锐的开关效应，可实现使用外尔半金属，因为其强大的自旋动量锁定和表面自旋极化，是一个有前途的途径，为新的超导自旋阀的应用。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall
Pseudospin 3/2 Fermions, Type-II Weyl Semimetals and Critical Weyl Semimetals in Tricolor Cubic Lattice
最近，人们预言了三维空间中高对称点处的3带、6带和8带接触等多带接触以及高赝自旋费米子的出现。本文提出了一个简单的立方模型，其单胞包含三个原子。由于自旋自由度的关系，系统中有6个带。4带和2带的接触是在高对称点实现的，在那里我们推导出低能理论，分别证明了赝自旋3/2费米子和Weyl费米子的出现。远离高对称点，我们发现临界外尔费米子存在于I型和II型外尔费米子之间的边界处。一旦施加磁场，这种临界外尔费米子就会转变为I型或II型外尔费米子。
2016-09-11 cond-mat.mes-hall
Universal phase transition and band structures for spinless nodal-line and Weyl semimetals
研究了无自旋拓扑线半金属与Weyl半金属之间的一般相变。我们根据拓扑节点线的位置和形状将其分为两种类型，其相变取决于它们的类型。我们证明，当节线包含时间反转不变动量（A型节线）时，拓扑节线半金属通过打破时间反转对称性而成为外尔半金属。我们还讨论了晶体学对称性决定的拓扑线半金属的能带结构的效果。由于对称性的保护，拓扑线半金属可以转变为无自旋的Weyl半金属，或者在反转对称性破缺后，在许多晶体中保持节线。
2017-09-02 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
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
Floquet Weyl semimetal phases in light-irradiated higher-order topological Dirac semimetals
Floquet工程，通过周期性驱动来剪裁系统的概念，越来越多地被用于设计和操纵物质的拓扑相。在这项工作中，我们研究了周期性驱动的高阶拓扑狄拉克半金属与$k$依赖的量子化四极矩通过应用圆偏振光。非驱动狄拉克半金属具有无间隙的高阶铰链费米弧状态，这是狄拉克节点的高阶拓扑结构的结果。当用圆偏振光照射时，产生具有混合阶拓扑结构的Floquet Weyl半金属相，其特征在于同时具有$k$依赖的量子化四极矩和$k$依赖的陈数.这样的Floquet Weyl半金属支持铰链费米弧状态和拓扑表面费米弧状态。此外，还讨论了高阶拓扑Dirac半金属中具有倾斜Weyl锥的Floquet Weyl半金属。考虑到最近提出的大量高阶拓扑Dirac半金属材料，我们的研究结果很快就可以得到验证。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Ideal Weyl semimetals in the chalcopyrites CuTlSe2, AgTlTe2, AuTlTe2 and ZnPbAs2
外尔半金属是一种新的物质状态，具有新颖的费米弧和奇异的输运现象。基于第一性原理计算，我们报道了黄铜矿CuTlSe_2，AgTlTe_2，AuTlTe_2和ZnPbAs_2是理想的外尔半金属，它们具有很大程度上分离的外尔点（~ 0.05/A）和未覆盖的费米弧，这些外尔点和费米弧可以通过实验检测到.我们还构建了一个最小有效模型来捕捉这类Weyl半金属的低能物理。我们的发现是朝着有趣的外尔半金属和低功耗和高速电子产品的潜在应用的完美游乐场迈出的重要一步。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall
Tunable Weyl Points in Periodically Driven Nodal Line Semimetals
Weyl半金属和节线半金属分别在零维点和一维线上具有线性带接触。我们预言，圆偏振光驱动节线半金属成为外尔半金属。由此获得的Floquet Weyl点可由入射光调谐，这使得能够以高度可控的方式对它们进行研究。从节线半金属到外尔半金属的过渡伴随着一个大的和可调的反常霍尔电导率的出现。我们的预测是实验测试的薄膜样品中的传输测量或泵浦探测角分辨光电子能谱。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Doubling Theorem and Boundary States of Five-Dimensional Weyl Semimetal
我们研究了五维Weyl半金属的一般能带结构，其中带简并是动量空间中的二维Weyl面，并且如果它们携带非零的第二Chern数，它们之间可能有非平凡的联系.我们证明了一些定理约束的拓扑链接配置的Weyl表面，这可以被看作是一个著名的三维Weyl半金属加倍定理的5D推广。作为这些约束的直接物理结果，5D Weyl半金属拥有丰富的拓扑边界态结构。我们证明了在5D Weyl半金属的4D边界上，存在由体Weyl表面保护的3D手征Fermi超曲面。最重要的是，对于链接并携带非零第二陈数的体外尔曲面，相关的边界3D费米超曲面将在某些能量下收缩到奇点，这描绘出受保护的1D外尔节弧，类似于3D外尔半金属表面上的费米弧。
2019-09-28 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
Geometry contribution to sound attenuation in double-Weyl semimetals
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究双外尔半金属中声衰减机制，发现因不存在轴向耦合，费米面形变几何结构成声衰减唯一来源，确定了简单外尔半金属所没有的声衰减几何贡献。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent transport through a Weyl semimetal surface
我们实验比较两种类型的接口结构与磁性和非磁性Weyl半金属。它们分别是金正常层和磁性Weyl半金属Ti $_2$ MnAl之间的结，以及铁磁镍层和非磁性Weyl半金属WTe $_2$之间的结。由于结的铁磁侧，我们研究自旋极化输运通过外尔半金属表面。对于这两种结构，我们表现出类似的电流-电压特性，在低电流和尖锐的峰值在高的微分电阻的滞后。尽管这种行为类似于铁磁结构中已知的电流感应磁化动力学，但电阻峰值随磁场的演变是不寻常的。我们连接所观察到的影响与电流诱导的自旋动力学Weyl拓扑表面状态。
2020-04-27 cond-mat.mes-hall
Regularized framework of a Weyl equation for describing a Weyl semimetal: Application to the case with a screw dislocation
Weyl半金属这个术语来源于它的能量色散服从Weyl方程。然而，外尔方程本身不能完全描述实际有界几何中的电子态。例如，手性表面状态的出现，这是外尔半金属的一个特征，不能用外尔方程来描述。这表明，当从Weyl半金属的微观模型导出Weyl方程时，会损失一些自由度。为了克服这个困难，我们提出了一个框架，由一个外尔方程和一个补充方程，它可以来自一个微观模型。将此框架应用于存在螺位错的圆柱形系统，我们表明，它适当地描述了手征表面状态和一维手征模式沿位错线。这些手征态引起的局部电荷电流的解析方式确定。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Topological Phases in a Weyl Semimetal Multilayer
我们研究了一个正常的绝缘体和Weyl半金属的多层系统。我们计算了体能带结构，并确定相图通过改变正常绝缘体的厚度和Weyl半金属层使用两种模型，一个是从有效模型的Weyl半金属，另一个是晶格模型。我们比较了两个模型的结果，发现它们吻合得很好。结果发现，多层系统表现出不同的性质取决于堆叠方向相对于两个Weyl节点之间连接的位移矢量。当堆垛方向垂直于位移矢量时，只出现外尔半金属相和正常绝缘体相。当它与位移矢量平行时，相图丰富，不仅包含Weyl半金属相，而且包含不同Chern数的量子反常Hall相。此外，相变可以根据外尔节点的轨迹来理解。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic-resonance-induced nonlinear current response in magnetic Weyl semimetals
本文提出磁性 Weyl 半金属中由磁共振诱导的几何非线性电流响应，揭示其依赖 Weyl 电子与磁涨落的耦合，并通过铁磁拓扑绝缘体模型的数值计算加以验证。
2024-10-24 cond-mat.mes-hall
Disorder Induced Phase Transitions of Type-II Weyl Semimetal
外尔半金属是一种新发现的具有相对论性无质量外尔费米子作为其低能体激发的材料。在这类新材料中，存在两种特别有趣的一般类型的半金属：I型外尔半金属，具有破缺的反演或时间反演对称性，以及II型外尔半金属，另外打破洛伦兹不变性。本文利用Born近似，分析证明了当存在非零倾斜时，在有限电荷和磁无序的情况下，I型Weyl半金属可以发生向II型Weyl半金属的量子相变.相变发生时，无序重整拓扑质量，从而降低附近的外尔锥的倾斜以下的费米速度。我们还确认存在的障碍诱导相变在Weyl半金属使用精确对角化的三维紧束缚模型计算所得的相图的I型Weyl半金属。
2016-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Signature of chiral fermion instability in the Weyl semimetal TaAs above the quantum limit
报道了外尔半金属TaAs在强磁场中的电输运性质。当外尔电子被限制在最低朗道能级时，超低温下的纵向磁电阻和霍尔信号出现一系列反常现象。这些强烈的温度依赖性的异常归因于电子-空穴配对不稳定性。我们的测量结果表明，Weyl半金属TaAs在超量子区提供了一个很好的平台，研究电子-电子相互作用的拓扑非平凡半金属。
2017-01-22 cond-mat.mes-hall
Axial Current driven by Magnetization Dynamics in Weyl Semimetals
利用格林函数方法对掺杂Weyl半金属中的轴向电流$\bm{j}_5$（定义为具有相反手征的电荷电流之间的差值）进行了理论研究。我们表明，轴向电流的磁化动力学控制的磁性绝缘体连接到Weyl半金属。我们发现感应轴向电流可以利用铁磁共振或逆自旋霍尔效应检测到，并可以转换成电荷电流，没有伴随的能量损失。这些特性使Weyl半金属在低功耗电子产品中具有新的功能。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Giant tunable nonreciprocity of light in Weyl semimetals
分析了光在Weyl半金属薄膜中的传输。这些材料的磁性家族被称为反常霍尔效应，其被大的Berry曲率增强，允许在没有外部磁场的情况下产生强的回旋和非互易效应。预测了在Voigt组态铁磁Weyl半金属薄膜中存在非互易波导电磁模。由于无隙外尔谱和大的Berry曲率引起的强介电响应，铁磁外尔半金属结合了磁性半导体的最佳波导特性和铁磁体中的强反常霍尔效应。的非互易性的大小取决于两个内部的外尔半金属属性，外尔节点的分离，和外部因素，周围的膜介质之间的光学对比度。通过调节外尔半金属中的费米能级，可以改变太赫兹和中红外范围内波导模式的工作频率。我们的研究结果铺平了道路，紧凑，可调，有效的非互易光学元件的设计。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
A Five Dimensional Generalization of the Topological Weyl Semimetal
将三维拓扑Weyl半金属的概念推广到一类五维无隙固体，其中Weyl点推广到动量空间中的二维闭流形Weyl曲面.每一个Weyl曲面都被定义在包围它的四维流形上的一个U（1）第二陈数$C_2$所刻画，它等于它与其它Weyl曲面在5D空间中的拓扑连接数.类似于外尔半金属，5D金属的表面态采取拓扑保护外尔费米子弧的形式，其连接体外尔表面的投影。本文还讨论了带有$n$第陈数$C_n$的$2n+1$维拓扑金属的进一步推广.
2016-06-17 cond-mat.mes-hall
