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
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
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
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
Anomalous sound attenuation in Weyl semimetals in magnetic and pseudomagnetic fields
本文研究Weyl半金属在磁场或应变赝磁场下的声衰减，发现场通常降低吸收，但在非对称节点材料中可产生依赖方向的磁声二色性，甚至导致微弱增强。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
Weyl Semimetals, Fermi Arcs and Chiral Anomalies (A Short Review)
物理学家发现了一种新的拓扑半金属--外尔半金属，它的表面具有非封闭的费米面，而体中的低能准粒子则以外尔费米子的形式出现。在这里，他们分享了对发展的简要回顾，并提出了对下一步的看法。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall
Disorder in tilted Weyl semimetals from a renormalization group perspective
无序环境中孤立的外尔锥由于后向散射过程的不连续性而不出现安德森局域化现象。然而，除了常规的三维扩散金属之外，可以形成另外的半金属相。本文研究了倾斜对孤立外尔锥中无序物理的影响。我们的主要发现是，而半金属相仍然是一个稳定的阶段，倾斜减小的半金属区域的大小。相反，无序增加了准粒子激发的有效倾斜。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal and Topological Phase Transition in Five Dimensions
我们研究了五维空间（5d）中的两个Weyl半金属推广，这两个推广分别具有Yang单极和Brillouin区中的链接Weyl曲面，并携带第二个Chern数作为拓扑数.特别是，我们表明，一个杨的自然减少到两个Weyl表面的Hopf链接时，$\mathbf{TP}$（时间反演结合空间反演）对称性被打破。然后，我们研究了不同拓扑数的绝缘体之间的相变在5d。在类似的3D的情况下，5D Weyl半金属出现作为中间相在拓扑相变。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall
Tunneling of multi-Weyl semimetals through a potential barrier under the influence of magnetic fields
我们研究了多Weyl半金属中产生的准粒子通过由静电势和矢量势组成的势垒的隧穿，该势垒均匀地存在于沿传输轴的有限区域中。多外尔半金属的色散在一个方向上是线性的（比如$k_z$），在垂直于它的平面上与$k_\perp^J$成比例（其中$k_\perp =\sqrt{k_x^2+k_y^2}$）。因此，我们研究的情况下，当障碍是垂直于$k_z$和$k_x$，分别。为了比较，我们还陈述了Weyl半金属的相应结果。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall
Topological magnetotorsional effect in Weyl semimetals
在这项工作中，我们介绍了热磁扭效应（TME）作为一种新的拓扑响应在磁性Weyl半金属。我们预测，垂直于外尔节点分离的磁化梯度引起的温度梯度仅取决于外尔节点的局部位置。TME是磁化诱导的有效扭转时空几何和有限温度Nieh-Yan异常的结果。与反常霍尔效应和手征反常类似，TME具有普遍的与材料无关的形式。我们预测在磁性Weyl半金属EuCd $_2$ As $_2$中可以观察到TME。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall
Weyl semimetals with a boundary at $z=0$ a photoemission study
考虑两个节点的Weyl半金属，导出了在$z=0$处存在边界时的散射哈密顿量。我们计算了光电子能谱，并证明了费米弧的存在，连接两个节点。在平行于散射面的电场存在下，我们观察到一维手征反常。
2016-10-23 cond-mat.mes-hall
Large nonreciprocal absorption and emission of radiation in type-I Weyl semimetals with time reversal symmetry breaking
在局部热平衡下，物体的光谱、定向发射率和吸收率之间的相等性被称为基尔霍夫辐射定律。基尔霍夫辐射定律的破坏在物理上是允许的，因为打破了时间反演对称性，并且可以为非互易光发射器和吸收器提供机会。最近在拓扑Weyl半金属，特别是I型磁性Weyl半金属和II型Weyl半金属中观察到的大的反常Hall电导率和角，被期望产生大的非互易电磁波传播。在这项工作中，我们专注于I型磁性Weyl半金属，并通过建模和模拟表明，非互易表面等离子体激元可以导致显着的非互易性没有外部磁场。本工作中的建模从一对Weyl节点开始，然后是具有多对Weyl节点的更真实的模型。费米弧表面状态也考虑到通过表面电导率。这项工作指出，拓扑外尔半金属磁光和能源应用的适用性。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall
Linear magnetoconductivity in an intrinsic topological Weyl semimetal
在拓扑半金属中寻找手性电荷守恒破坏的信号激发了人们对磁输运的研究热情。其中一个悬而未决的问题是，当费米能穿过外尔节点时，半金属相的电导率如何依赖于磁场。在这里，我们研究的纵向和横向的磁导率的拓扑Weyl半金属附近的Weyl节点的帮助下，包括所有的拓扑半金属属性的两个节点的模型。在半金属相中，费米能在磁场中只穿过朗道0带。对于一个有限的潜在范围内的杂质，它被发现，无论是纵向和横向磁导率是积极的和线性的外尔节点，导致各向异性和负的磁阻。纵向磁导率取决于杂质的电势范围。在零电场下，纵电导率仍然是有限的，即使态密度在外尔节点处消失。建立了线性磁导率与内禀拓扑Weyl半金属相之间的关系。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Quasi-particle interferences of the Weyl semimetals TaAs and NbP
最近在TaAs中发现的第一个Weyl半金属提供了自然界中Weyl费米子的第一次观察。这种拓扑半金属具有一种新型的异常表面态，费米弧，它通过晶体的边界连接一对Weyl节点。在这里，我们提出的准粒子干涉（QPI）模式，产生的表面状态，包括拓扑费米弧的Weyl半金属TaAs和NbP的理论计算。最重要的是，我们发现，QPI表现出的终止点的外尔节点的干扰模式的指纹。我们的研究结果，第一次，提出了干涉签名的拓扑费米弧的TaAs，这提供了重要的指导方针STM测量上的这种原型外尔半金属化合物。这里提出的散射通道是相关的TaAs类Weyl半金属表面上的输运现象。我们的工作也是第一个系统的费米弧表面态的量子干涉的计算，这是一般有用的其他外尔半金属的STM研究。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
A new type of Weyl semimetal with quadratic double Weyl fermions in SrSi2
我们确定了一个外尔半金属状态的反转打破，化学计量的化合物硅化锶，SrSi $_2$，具有许多新的和新颖的性质，是不同的钽砷族。我们从理论上证明了SrSi $_2$是Weyl半金属，即使没有自旋-轨道耦合，在包含自旋-轨道耦合后，两个Weyl费米子粘在一起，形成一个奇异的双Weyl费米子，具有二次色散和更高的手征拓扑电荷2.此外，我们还发现，由于SrSi $_2$中不存在镜像对称性，带相反电荷的Weyl节点位于不同的能量处，导致了一种独特的拓扑量子响应，即外加磁场可以感应出无耗散电流.我们的系统的结果不仅确定了一个急需的强大的外尔半金属候选人，但也打开了大门，新的拓扑外尔物理是不可能的TaAs系列材料。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Nernst Thermopower of Time-Reversal Breaking Type-II Weyl Semimetals
外尔半金属在外尔节点周围有线性能量色散，以及在这些点周围的动量空间中的贝里曲率单极。这些特征在Weyl半金属中产生了独特的输运特征，例如在没有施加磁场的情况下的横向输运，称为异常输运。第二类外尔半金属，最近实验证明在几种材料中，分类外尔节点的倾斜。本文从理论上研究了时反断裂Ⅱ型外尔半金属中的热电输运。我们的研究结果检查异常和非异常的贡献之间的平衡能斯特效应时，受到外部磁场。我们还展示了如何增加散射时间在这些材料中的热电输运增强效果。由于温度依赖的化学势已被理论证明是最重要的考虑异常运输时，我们还研究了类似的考虑如何影响能斯特热势在非异常的情况下。
2018-09-02 cond-mat.mes-hall
Current-induced torques in magnetic Weyl semimetal tunnel junctions
本文研究了非对称磁性隧道结中的电流感生力矩，该隧道结包含一个常规铁磁体和一个磁性外尔半金属接触。外尔半金属主机手性体状态和拓扑保护费米弧表面状态，发现支配的电压行为和效率的电流感应扭矩。我们报告如何批量手征规定的非平衡扭矩作用于铁磁体的符号，并讨论了存在的大的类场扭矩作用于磁性Weyl半金属超过传统的磁性隧道结的理论最大值。后者是来自费米弧自旋纹理和显示一个反直观的依赖外尔节点分离。我们的研究结果揭示了由磁性Weyl半金属组成的多层自旋电子器件的新物理，这可能为新的节能自旋电子器件打开大门。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall
Tunable circular dichroism due to the chiral anomaly in Weyl semimetals
外尔半金属是一种三维无隙拓扑相，其中能带在布里渊区的任意点-外尔节点-相交。这些点携带一个拓扑量子数，称为\emph{chirality}，并且总是成对出现相反的手征。手征性的概念导致了手征电荷的反常不守恒，称为\emph{chiral anomaly}，根据该概念，电荷可以通过具有非零$\boldsymbol{E}\cdot\boldsymbol{B}$的电磁场在相反手征性的Weyl节点之间泵送。在这里，我们建议探测手性异常通过测量外尔半金属的旋光性通过圆二色性。特别是，我们观察到，施加这样的电磁场在这种状态下，它给它一个非零的回旋系数或霍尔式电导率，这可能是检测到的常规圆二色性实验。这种方法也可以作为一种诊断工具来区分外尔和狄拉克半金属;后者将给出一个空的结果。更一般地说，任何探测与旋光系数具有相同对称性的体关联函数的实验都可以探测到手征异常，也可以区分狄拉克半金属和外尔半金属。
2015-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Chiral anomaly in Weyl semimetals from spin current injection
本文提出外尔半金属中通过注入自旋极化与流动方向平行的自旋流可引发独特的手性反常机制，该机制受动量空间中外尔锥作为自旋场源或汇的拓扑特征保护，并产生无电场下的平行电荷电流及圆光电效应中的共振电流峰值等可测信号，揭示了超越相对论外尔费米子类比的拓扑与自旋相互作用新场景。
2021-09-12 cond-mat.mes-hall
Terahertz Polarization Conversion from Optical Dichroism in a Topological Dirac Semimetal
拓扑狄拉克半金属（TDSM），如Cd $_3$ As $_2$和Na $_3$ Bi，表现出强的光学二向色性，沿不同的晶轴具有相反的介电常数。然而，这种光学二向色性在基于TDSM的光电子器件的研究中经常被忽视，并且这种光学二向色性是否可以导致在各向同性近似下未发现的独特功能性至今仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们表明，在TDSM的光学二色性导致截然不同的太赫兹（THz）的响应和设备的性能相比，各向同性的情况下。使用有限差分时域模拟的Cd $_3$作为$_2$为基础的超颖表面，我们表明，这种光学二向色性可以导致一个意想不到的太赫兹波偏振转换，即使超颖表面结构保持C $_4$四重旋转对称，一个实际上有用的功能下实现的各向同性模型的TDSM。我们的研究结果具体揭示了各向同性和各向异性介质之间的对比光谱响应，并揭示了各向异性TDSM在太赫兹应用中的能力，不仅导致更准确的器件建模，而且还实现了太赫兹波偏振转换的新途径，而不需要传统偏振转换器中常用的复杂器件形态。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Topological responses from chiral anomaly in multi-Weyl semimetals
多Weyl半金属是一种具有多个外电荷的离散Weyl节点的拓扑相，在电场和磁场的作用下，会出现轴向电流不守恒的手征反常现象.系统地研究了电磁场和轴向电磁场共同作用下多Weyl半金属中与手征反常有关的电子输运性质。研究发现，非均匀应变引起的反常霍尔电导率与轴向矢势成线性关系。轴向电场导致轴向霍尔电流，该电流与动量空间中Weyl节点的距离成比例。即使在没有外部电磁场的情况下，这种轴向电流也可以通过精细地设计轴向电磁场来产生外尔费米子的手征积累。因此，这项工作提供了一个在Weyl半金属的手性积累的产生机制，并可能在谷电子学的新兴领域的Weyl半金属的应用提供了新的思路。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall
Giant photocurrent in asymmetric Weyl semimetals from the helical magnetic effect
我们提出了一种新型的光响应诱导的非对称外尔半金属在外部磁场。在通常的对称外尔半金属中，在磁场中，由入射光在不同外尔锥中产生的粒子和空穴具有相反的螺旋度，因此在相反的方向上移动，相互抵消对光电流的贡献。然而，如果外尔半金属同时具有破缺的粒子-空穴对称性和破缺的空间反演对称性，则不会发生这种抵消。我们把这种光电流的产生称为螺旋磁效应，因为它是由磁场中的螺旋度不平衡引起的。我们发现，由于磁场中的大的态密度，螺旋磁效应诱导了一个显着的大的光电流入射太赫兹频率的光。这表明了一个潜在的应用程序的非对称外尔半金属创建太赫兹光传感器。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann transport theory for multi-Weyl semimetals
多Weyl半金属（m-WSMs）是一类沿一个对称方向具有线性色散，而沿两个横向具有各向异性非线性色散，且拓扑荷大于1的新型Weyl半金属。利用玻尔兹曼输运理论，并充分考虑系统的各向异性，我们研究了直流电导率作为载流子密度和温度的函数。我们发现在玻尔兹曼理论水平上输运系数的特征密度和温度依赖性是由多Weyl点的拓扑荷控制的，并将m-WSM与线性Weyl对应物区分开来。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall
Floquet Weyl semimetals in light-irradiated type-II and hybrid line-node semimetals
第二类外尔半金属最近吸引了广泛的研究兴趣，因为它们拥有洛伦兹破坏的无质量费米子作为准粒子。第二类外尔半金属的发现引发了对第二类线结半金属的研究，其线性色散在结环附近强烈倾斜。本文研究了II型LNSM中的圆偏振光诱导Floquet态，以及在节环附近具有部分过倾斜线性色散的混合LNSM中的Floquet态。我们说明了两种不同类型的Floquet Weyl半金属（WSM）状态可以诱导在周期性驱动的II型和混合LNSM，和类型的Floquet WSM可以通过入射光的方向和强度进行调谐。我们构造了光照射的II型和混合型LNSM的相图，它们与光照射的I型LNSM的相图截然不同。此外，我们表明，光诱导Floquet型I和II型WSM的特点是不同的异常霍尔电导率的出现。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Topological Inverse Faraday Effect in Weyl Semimetals
我们证明了在Weyl半金属中，动量空间螺旋自旋织构可以耦合到Weyl节点的手征性，通过逆法拉第效应产生响应于圆偏振光的与频率无关的磁化。这种频率独立性植根于Weyl节点的拓扑结构。由于螺旋度和手征性总是锁定外尔节点，这种效果是不受任何对称性约束。最后，我们表明，光致频率无关的磁化强度是强大的晶格效应，并有足够大的幅度，以实现超快的全光磁化开关低于皮秒。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnetic textures and dynamics in magnetic Weyl semimetals
最近的理论和实验研究已经成功地发现了磁性Weyl半金属相，它在电子能带和磁序中都表现出了点结构。除了均匀的铁磁或反铁磁有序，非均匀的磁性结构，如畴壁和skyrmion，可能会更加丰富这些材料中外尔电子的性质。本文综述了磁性Weyl半金属中Weyl电子与磁性织构的相互作用。本文首先介绍了非拓扑磁性金属中磁织构的基本概念，然后讨论了Weyl半金属中磁织构的影响，并结合近年来的理论和实验研究进展，对Weyl半金属中磁织构的研究进行了综述。提出了虚拟“轴向规范场“的概念，它有效地描述了磁性织构对Weyl电子的影响，并能很好地解释电子在磁畴壁附近的局域性质.
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal in a Topological Insulator Multilayer
我们提出了一个简单的实现的三维（3D）Weyl半金属相，利用多层结构，由相同的薄膜的磁性掺杂的3D拓扑绝缘体（TI），由普通绝缘体间隔层分开。我们表明，该系统的相图包含一个Weyl半金属相的最简单的可能的种类，只有两个狄拉克节点相反的手征，分离在动量空间中，在其能带结构。这种特殊类型的外尔半金属具有有限的异常霍尔电导率，手性边缘状态，并作为普通绝缘体和具有量子化霍尔电导率的3D量子异常霍尔绝缘体之间的中间相出现，等于每个TI层的$e^2/h$。我们发现，外尔半金属在零温度下具有非零的直流电导率，因此是一种不寻常的金属相，其特征在于有限的异常霍尔电导率和拓扑保护的边缘状态。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Topological response in Weyl semimetals and the chiral anomaly
我们证明，拓扑输运现象，外尔半金属的特点，即半量子化的异常霍尔效应和手征磁效应（平衡磁场驱动电流），可以被认为是两个不同的表现形式相同的基本现象，手征异常。我们表明，在Weyl半金属的拓扑响应是完全描述的$θ$ -长期的电磁场的行动，其中$θ$是不是一个恒定的参数，例如，在拓扑绝缘体，但是一个字段，它具有线性依赖于时空坐标。我们还表明，$θ$长期和相应的拓扑响应生存足够弱的平移对称性破缺扰动，打开一个缺口的Weyl半金属的频谱，消除Weyl节点。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall
Multi-terminal Conductance at the Surface of a Weyl Semimetal
外尔半金属是一种新的具有无隙光谱的物质拓扑相。其最显著的特征之一是费米弧表面态的存在。在这里，我们报告原子模拟的直流电导和量子霍尔响应的最小外尔半金属。通过使用散射理论，我们表明，一个量子化的霍尔电导与非零的纵向电导出现相关的费米弧表面状态具有显着的鲁棒性，在系统中的高浓度的缺陷。此外，我们预测，一个板的Weyl半金属与破缺的时间反演对称性承担持续电流完全由系统的大小和晶格参数。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall
Emergent Electromagnetic Induction and Adiabatic Charge Pumping in Weyl Semimetals
研究了外尔半金属中绝热量子相的光伏效应。我们特别关注的情况下，其中一个外部交流电场施加到半金属。在这个装置中，我们表明，光电流是由交流电场。通过考虑广义外尔哈密顿量的非线性项，它表明，光电流是由圆，而不是线性，偏振光。这种光生伏打电流可以理解为动量空间中的一种涌现的电磁感应;外尔节点是动量空间中的一个磁链，其电场是由圆周运动感应的。这一结果不同于传统的光伏效应，并可能用于实验识别手性晶体中的外尔半金属。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall
Charge pumping induced by magnetic texture dynamics in Weyl semimetals
外尔半金属中的自旋动量锁定将电子的轨道运动与背景磁织构相关联。我们在这里表明，在磁性Weyl半金属的磁性织构的动力学诱导泵电流，是免费的焦耳加热。该泵浦电流可以被看作是等效于磁织构的轴向电磁场感应的霍尔电流。以磁畴壁为例，证明了运动的磁畴壁产生与局域电荷相对应的泵浦电流。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall
Helical Fermi arcs and surface states in time-reversal invariant Weyl semimetals
外尔半金属是一种三维无隙拓扑材料，其中两个带在布里渊区的偶数个点处接触。在这项工作中，我们研究了锌晶格模型实现了时间反演不变的外尔半金属。体动力学由12个螺旋外尔节点描述。表面态形成了一种特殊的准二维螺旋金属，与拓扑绝缘体的典型狄拉克形式有着根本的不同。低能表面激发的速度和自旋的允许方向被锁定在立方对称轴上。所研究的系统说明了一般性质的表面态的系统中常见的晶体对称性。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic Breakdown and Chiral Magnetic Effect at Weyl-Semimetal Tunnel Junctions
本文研究Weyl半金属界面Fermi弧的同手性连接对磁输运的影响，发现纵向磁场下产生每磁通量子e²/h的普适纵向磁导，并揭示弱隧道耦合引发的磁击穿导致高场下电导饱和。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall
Unveiling a crystalline topological insulator in a Weyl semimetal with time-reversal symmetry
我们认为一个自然的概括的晶格模型的周期性阵列的两层，A和B，由傅[物理学评论快报。106，106802（2011）]作为晶体绝缘体的原型。该模型具有时间反演对称性和破缺反演对称性。我们发现，当层内次近邻跳跃ta2，a = A，B消失，该模型支持外尔半金属相的范围很广的剩余模型参数。当考虑ta2的影响时，拓扑结晶绝缘相发生在Weyl半金属内。通过映射到一个有效的外尔哈密顿量，我们得到了一些分析结果的相图以及外尔半金属的光谱中的节点的结构。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
