Experimental determination of the topological phase diagram in Cerium monopnictides
我们利用体敏软X射线角分辨光电子能谱研究了铈镧系化合物（CeX; X=P，As，Sb和Bi）的体电子结构。通过利用一个范例的能带结构作为其自旋轨道耦合（SOC）的函数的研究，我们绘制的拓扑相图CeX和明确地揭示了拓扑相变从平凡到非平凡的制度，从CeP到CeBi诱导的带反转。拓扑相变的基本机制阐明SOC与他们的半金属能带结构。我们的全面的观察提供了一个新的见解带拓扑结构隐藏在大部分的固态。
2017-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Band engineering of a magnetic thin film rare earth monopnictide
在少数原子层形态中实现量子材料是观察和控制各种奇异量子现象的关键。这包括拓扑电子材料，其中几层材料的可调谐性和维度使得能够检测$Z_2$、陈省身和马约拉纳相。在这里，我们报告的薄膜相关的，拓扑状态的磁性稀土铌酸盐（$RX$）系统GdBi的分子束外延合成的平台的发展。从大块单晶研究中已知该材料是具有尼尔温度$T_N =$ 28 K的半金属反铁磁体，并且是提出具有拓扑表面态的非$f$含电子系统LaBi的磁性类似物。我们的运输和磁化BaF $_2$上外延生长的薄膜的研究表明，半金属性被解除低于约8个晶体晶胞，而磁秩序保持到我们的最小厚度的5个晶体晶胞。第一性原理计算表明，非平凡的拓扑结构被保存到单层极限，量子限制和晶格对称性引起的$C=2$陈绝缘体相。我们进一步证明了这些膜的稳定性，对大气降解使用的组合，无空气的缓冲液和封盖程序。这些结果共同确定薄膜$RX$材料作为工程相关磁性材料中的拓扑电子带的潜在平台。
2019-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Quasiparticles at the Fermi Surface of the Weyl Semimetal TaAs
砷化钽是一种非中心对称的铌酸盐，是公认的外尔半金属。在这些材料中，三维手征无质量准粒子，即所谓的Weyl费米子，被预测会引起新的量子力学现象，如手征异常和拓扑表面态。然而，只有当费米能级足够接近外尔点时，它们的手征才能被很好地定义，从而使相反手征的费米表面口袋分开。在这篇文章中，我们提出了高品质的TaAs单晶体的费米面拓扑结构，确定由角度相关的Shubnikov-de Haas和de Haas-van Alphen测量结合从头算能带结构计算。在磁场高达14 T、温度低至1.8 K的条件下进行的磁化强度、磁矩和磁阻测量中，发现了三种不同类型的费米表面袋产生的量子振荡。在这些费米口袋中，两个是围绕外尔点的拓扑非平凡电子口袋对，一个是平凡空穴口袋。与其他非中心对称的双金属氧化物不同，TaAs是第一个外尔半金属候选者，其费米能足够接近两种类型的外尔点，以在费米表面产生手征准粒子。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Higher-Order Weyl Semimetals
高阶拓扑结构产生了有趣的多维拓扑现象，而Weyl半金属具有手征反常等非常规性质。然而，到目前为止，外尔物理仍然与高阶拓扑学脱节。在这里，我们报告的高阶外尔点的理论发现，从而建立这样一个重要的连接。我们证明，高阶Weyl点可以出现在手性材料，如手性四氢呋喃晶体之间的常规Weyl半金属和3D高阶拓扑相的中间相。高阶Weyl半金属表现出独特的并发手征费米弧表面状态，拓扑铰链状态，和动量依赖的分数铰链电荷，揭示了一类新的高阶拓扑相。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
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
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
Planar Hall effect in type-II Weyl semimetal WTe2
Adler-Bell-Jackiw手征反常是拓扑半金属中由拓扑性质引起的一种典型特征。报道了在第二类外尔半金属WTe 2中首次观测到的巨平面霍尔效应。对实验数据的综合分析表明，探测到的平面霍尔效应是由外尔费米子的手征反常引起的。与难以捉摸的负磁阻不同，平面霍尔效应在II型外尔半金属中是鲁棒的并且容易被检测到。这一工作揭示了平面霍尔效应是确定拓扑半金属，特别是II型Weyl半金属的拓扑性质的一种有效的输运探针。
2018-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Uniting Weyl semimetals and semiconductors in a family of arsenides
本文预览探讨了通过制备TaAs薄膜，将Weyl半金属的电子特性与半导体产业需求结合的方法。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci
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
Coexistence of Weyl semimetal and Weyl nodal loop semimetal phases in a collinear antiferromagnet
本研究理论预测过渡金属氧化物RuO2中存在共线反铁磁Weyl半金属与Weyl节线半金属共存态，二者可通过调控奈尔矢量相互转化，且易被实验探测，为相关拓扑态研究提供材料平台。
2022-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of semimetallic transition metal dichalcogenides
外尔半金属需要时间反演对称性（TRS）或晶格反转对称性的破缺。当TRS和反演对称共存时，可能存在一对简并的Weyl点，导致相应的Dirac半金属相。换句话说，狄拉克半金属态可以看作是外尔半金属态的两个副本。在本论文中，我们研究碲基化合物，如Weyl半金属候选MoTe 2和狄拉克半金属候选PtTe 2的过渡金属二硫族化合物的家庭。
2018-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Landau quantization in coupled Weyl points: a case study of semimetal NbP
外尔半金属（WSM）是一种新发现的具有拓扑保护态的物质量子相，其特征在于两个相互分离的外尔点在各个方向上具有线性色散。在这里，通过结合理论分析和磁红外光谱的一个典型的外尔半金属，磷化铌，我们证明外尔点之间的耦合可以显着修改的WSM的电子结构，并提供一个新的扭曲的保护状态。这些研究结果表明，耦合Weyl点应被视为现实的WSM分析的基础。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic Response of Type-I Weyl Semimetals TaAs and NbAs from First Principles
Weyl半金属是一种在体相和表面都具有拓扑非平凡能带结构的材料，它具有手征节点，是Berry曲率的汇和源。外尔半金属已被预测，最近测量，表现出大的非线性光学响应。这一发现，以及它们的高迁移率，使Weyl半金属相关的光电子，纳米光子和量子光学器件中的广泛应用。虽然人们对理解和表征Weyl半金属的线性和非线性行为越来越感兴趣，但在有限温度下线性光学和光电响应的从头计算仍然很大程度上未被探索。在这里，我们具体解决的温度依赖性的线性光学响应在I型外尔半金属TaAs和NbAs。我们从第一原理的散射寿命，由于电子-声子和电子-电子相互作用，并将这些寿命在评估实验相关的频率，极化和温度依赖的复杂的介电函数为每个半金属评估。从这些计算中，我们提出了线性光学电导率的预测，同意以及实验存在的地方（钽），并指导未来的测量I型外尔半金属的方式。重要的是，我们还研究了光学电导率对化学势的依赖性，这是一个重要的物理参数，可以通过实验控制，并可以阐明Weyl节点在光电响应中的作用。通过这项工作，我们提出了外尔光电子器件的设计原则，使用光生载流子在I型外尔半金属。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Thin film TaAs: developing a platform for Weyl semimetal devices
MX铌酸盐化合物（M=Nb，Ta，X = As，P）是典型的三维Weyl半金属（WSM），由于其具有拓扑保护的能带结构和高迁移率，以块状单晶的形式被证明具有用于各种新型器件的潜力。然而，很少有人知道薄膜合成，这是必不可少的，使设备的应用。我们合成TaAs（001）外延GaAs（001）的分子束外延，并提供了一个实验相图说明单相，单晶生长的条件。利用角分辨光电子能谱、开尔文探针显微镜和透射电子显微镜研究了纳米缺陷与电子结构之间的关系。我们的研究结果为开发用于设备应用的3D WSM提供了路线图和平台。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Noncentrosymmetric two-dimensional Weyl semimetals in porous Si/Ge structures
本研究预测了多孔Ge和SiGe结构中的非中心对称二维Weyl半金属，其具有屈曲结构并自发破缺反演对称性，受C3对称保护，呈现边缘费米弧，完善了Weyl半金属家族。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Fermi arcs and their topological character in the candidate type-II Weyl semimetal MoTe2
我们报告的候选人II型外尔半金属MoTe2的实验和理论研究相结合。使用基于激光的角度分辨光电发射，我们解决了多个不同的费米弧上不等效的顶部和底部（001）表面。实验观察到的所有表面状态再现的实验晶体结构，预测拓扑Weyl半金属态与8 II型Weyl点的电子结构计算。我们进一步使用系统的电子结构计算模拟不同的Weyl点的安排，讨论的鲁棒性确定的Weyl半金属状态和费米弧的拓扑特征MoTe 2。
2016-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Electron Transport in Dirac and Weyl Semimetals
由于Dirac和Weyl半金属在新一代电子器件中的重要性和潜在的应用前景，近年来在凝聚态物理中引起了广泛的关注。本文综述了Dirac和Weyl半金属中的奇异电输运现象。第一节是对拓扑半金属的简要介绍。第二节和第三节分别综述了Dirac半金属和Weyl半金属中有趣的输运现象。选择研究最广泛的Cd3As2和TaAs家族作为代表，分别展示了DSM和WSM的典型性质。除此之外，还介绍了ZrTe5和MoTe2等TSM材料的研究进展。在第四节中，我们提供了对TSM的研究，特别是对磁输运调查的前景。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
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
Generating Weyl semimetals from alkali metals
我们报告发现的时间反演对称Weyl半金属通过修改模型哈密顿描述传统的碱金属的电子性质。人工生成的外尔半金属在其体能带结构中具有四个孤立的外尔节点，并显示出由拓扑保护表面态产生的特征表面费米弧。外尔半金属是介于传统带状绝缘体和三维拓扑绝缘体之间的中间态。从传统金属生成拓扑外尔半金属，开辟了一条新的途径，对简单材料托管外尔费米子的确定性设计。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall 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
A Photoinduced Floquet Mixed-Weyl Semimetallic Phase in a Carbon Allotrope
光与物质之间的相互作用引起了人们对探索新的拓扑量子态及其相变的极大兴趣。在这里，我们通过第一性原理计算和Floquet定理表明，一个碳的同素异形体bct-C $_{16}$，一个典型的半金属，表现出奇异的光诱导Floquet混合Weyl半金属功能。在线偏振光的照射下，bct-C $_{16}$发生了从Driac线半金属到Weyl半金属的拓扑相变，并具有两对可调的Weyl点。随着光照强度的增加，左手外尔点从I型演化为II型，而右手外尔点始终保持I型，从而产生了由不同类型外尔点组成的光修饰非常规外尔对。重要的是，由I型和III型外尔点形成的特殊外尔对存在于I型和II型状态之间的边界处。连接两种不同类型外尔点投影的Floquet费米弧清晰可见，进一步揭示了它们独特的拓扑特征。我们的工作不仅实现了有希望的非常规Weyl对，而且为研究光诱导拓扑相变奠定了可靠的途径。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Role of topological charges in the nonlinear-optical response from Weyl semimetals
本研究探究拓扑荷对多外尔半金属非线性光学响应的影响，发现激光驱动电流、反常电流均带拓扑荷特征，强场下反常电流与拓扑荷不再成正比，且拓扑荷显著影响高次谐波的产率与能量截止值。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Nodal Chain Semimetal To Weyl Semimetal in HfC
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出WC型HfC在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下，可以具有三维节链半金属态.与前人报道的IrF4 [T. Bzdusek等人，Nature 538，75（2016）]，这里的节链受到简单空间群的镜像反射对称性的保护，而在IrF 4中，具有滑移平面的非对称空间群是必要的。此外，在SOC的存在下，在WC型HfC的节链演变成Weyl点。在布里渊区，通过第一性原理计算得到了三种类型共30对外尔点。此外，还研究了表面态和连接这些外尔点的表面费米弧的图案，这可能是未来实验测量的结果。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
A strongly robust Weyl fermion semimetal state in Ta$_{3}$S$_{2}$
外尔半金属是非常有趣的。虽然最近在TaAs中发现了第一个Weyl半金属，但由于缺乏稳健和理想的候选材料，研究进展仍然受到显着阻碍。为了观察到许多由外尔费米子引起的奇异现象，找到稳健的理想外尔半金属是至关重要的，这些外尔半金属具有较少的外尔节点，更重要的是其外尔节点在动量空间中分离良好，并且在能量上靠近化学势。在本文中，我们提出了迄今为止最强大的和理想的外尔半金属候选人在反转打破，单晶化合物钽硫化物Ta $_3$ S $_2$与新的和新颖的性质超越TaAs。我们发现Ta $_3$ S $_2$只有8个Weyl节点，所有这些节点都具有相同的能量，仅低于化学势10 meV。重要的是，我们的研究结果表明，Ta $_3$ S $_2$在已知的外尔半金属候选物中具有外尔节点之间的最大$k$ -空间分离，其大约是TaAs的两倍，并且是WTe $_2$中的预测值的二十倍。此外，我们预测，增加晶格的$<4\%$可以湮灭所有的Weyl节点，驱动一个新的拓扑金属到绝缘体的转变从Weyl半金属状态到拓扑绝缘体状态。我们进一步发现，改变晶格常数可以移动的Weyl节点和van Hove奇点与增强的状态密度的化学势。我们的预测为这个快速发展的领域提供了一个急需的强大候选人。良好分离的Weyl节点、拓扑金属-绝缘体转变和显著的可调谐性表明Ta $_3$ S $_2$是未来基于Weyl半金属的器件应用的理想平台。
2017-01-08 cond-mat.mtrl-sci
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
Floquet multi-Weyl points in crossing-nodal-line semimetals
带负电荷$\pm 1$的Weyl点已被广泛研究，但其负电荷高于$1$的多Weyl点的真实材料还没有被发现.在这篇快速通讯中，我们证明了具有非平凡线连通性的单线半金属为实现Floquet多Weyl点提供了天然的平台.特别是，我们表明，驱动交叉节线的圆偏振光产生双外尔点。此外，我们还证明了在交叉节线半金属和链状半金属中可以观察到电子复合和湮灭。这些建议可以在泵浦探测角分辨光电子能谱实验验证。
2017-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Fermi Arcs in Tilted Weyl Semimetals: Classification, Evolution and Transport Properties
Weyl半金属是拓扑半金属的一种新的量子态，它具有拓扑表面态--费米弧。本文将外尔半金属中的费米弧分为第一类和第二类。基于紧束缚模型，利用体外尔锥的倾斜强度研究了1/2类费米弧的演化和输运性质。拓扑表面态的（剩余）反常霍尔电导率是一类费米弧的物理结果，因此一类费米弧成为混合或II型Weyl半金属的非平凡拓扑性质。因此，本文的工作为了解Weyl半金属的拓扑性质提供了一种直观的方法.
2017-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental discovery of Weyl semimetal TaAs
外尔半金属是一类可以被视为石墨烯破坏时间反转或反转对称的三维类似物的材料。外尔半金属中的电子表现为外尔费米子，它具有许多奇异的性质，如手征反常和晶体动量空间中的磁单极。外尔半金属的表面态在两个相对的表面上显示出一对纠缠的费米弧。然而，外尔半金属的存在尚未得到实验证明。在这里，我们报告的实验实现的Weyl半金属TaAs通过观察费米弧形成的表面状态，使用角分辨光电子能谱。我们的第一性原理计算，匹配非常好的实验结果，进一步证实了TaAs是外尔半金属。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced exceptional and hybrid rings in Weyl/Dirac semimetals
Weyl Hamilton的非厄米性导致了Weyl例外环和Weyl例外环内部的平坦带的实现。近年来，非厄米物理的研究平台扩展到了准粒子具有有限寿命的多体或无序系统。在这里，我们澄清，偏离幺正极限在无序Weyl半金属导致的Weyl例外环的产生，无论散射势的细节。在拓扑狄拉克半金属的情况下，实现了混合环和平坦带的复能量本征值的无涡性。这种情况适用于任何外尔或狄拉克半金属。这些效应可以通过光电发射或准粒子干涉实验检测到。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall 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
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
Stability of the Weyl-semimetal phase on the pyrochlore lattice
基于在烧绿石铱酸盐中存在Weyl半金属相的观点，我们考虑了烧绿石晶格上的Hubbard型模型。为了阐明为什么这样的状态没有被实验观察到的问题，它的鲁棒性进行了分析。一方面，我们研究了系统掺杂时可能出现的相。磁挫折有利于几个阶段的磁性和电荷秩序，不发生在半填充，包括额外的外尔半金属状态接近四分之一填充。另一方面，我们寻找密度波，打破平移对称性和破坏Weyl半金属相接近半填充。我们发现均匀Weyl半金属是稳定的，这归因于接近费米能的低态密度。
2017-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
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 $材料类，特别是SrHgSn和CaHgSn，作为候选人实现Dirac-Weyl半金属。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Weyl semimetals as a source of circularly polarized THz radiation
提出利用磁性Weyl半金属中MeV电子束诱导辐射，产生太赫兹圆偏振光子源。
2024-05-17 cond-mat.mtrl-sci hep-th nucl-th
Discovery of a new type of topological Weyl fermion semimetal state in Mo$_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
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
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
High-pressure study of the Weyl semimetal NbAs
我们进行了一系列的高压同步辐射X射线衍射（XRD）和电阻测量的外尔半金属铌砷。根据粉末XRD数据，晶体结构在高达26 GPa下保持稳定。低温下NbAs单晶的电阻随压力单调增加。在20GPa以下，在0.3K以下没有观察到超导转变。这些结果表明，Weyl半金属相在NbAs中是稳定的，并且施加压力不是从Weyl半金属获得拓扑超导体的好方法。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
