Emergence of Gapped Bulk and Metallic Side Walls in the Zeroth Landau level in Dirac and Weyl semimetals
最近的输运实验揭示了外尔半金属在量子极限下的纵向磁电阻激活，表明在强磁场中手征反常被击穿。在这里，我们提供了一个通用的机制缺口零手征朗道水平适用于狄拉克和外尔半金属。结果表明，当磁轴垂直于Dirac/Weyl节点间距，且磁场长度的倒数$l_B^{-1}$与节点间距尺度$Δk$相当时，零朗道能级是反交叉的.在Weyl半金属中，由于$l_B^{-1}>Δk$区和$l_B^{-1}<Δk$区的交叉，诱导的体隙在超过阈值场后迅速增大，而在Dirac系统中则没有阈值且是非单调的.我们还发现，狄拉克和可能的外尔系统主机之间的第零朗道水平的对向传播的边缘状态，导致金属侧壁和零霍尔电导的状态。
2017-11-22 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
Negative longitudinal magnetoresistance in Dirac and Weyl metals
最近人们发现狄拉克和外尔金属具有不寻常的弱场纵向磁电阻：在磁场中具有大的、负的和二次的磁电阻。这已被证明是由手征异常引起的，即在共线取向的外部电场和磁场存在下手征电荷的不守恒。在本文中，我们报告在狄拉克和外尔金属的这种效应的理论。我们证明，这种现象包含两个重要的成分。一个是磁场诱导的手征电荷密度和总电荷密度（或相对论场论术语中的矢量）之间的耦合。这是由贝里曲率引起的，原则上只要贝里曲率非零，即对狄拉克和外尔金属是非特异性的，它就存在。然而，这种耦合，导致一个大的负二次磁阻只有当第二成分存在时，即当手性电荷密度是一个几乎守恒的量与长的弛豫时间。这种性质是狄拉克和外尔金属所特有的，只有当费米能接近狄拉克或外尔节点时才能实现，表达了这些材料的一个重要的低能性质，即涌现的手征对称性。
2015-06-29 cond-mat.mes-hall
Dirac and Weyl Fermions in 3D Hopf-linked Honeycomb Lattices: Hopfene
碳的同素异形体如金刚石、纳米管、富勒烯和石墨烯具有独特的晶格对称性，但这些在拓扑学上是微不足道的。我们已经提出了一种拓扑非平凡的同素异形体，命名为Hopfene，它具有三维（3D）阵列的霍普夫链接，以结合2D石墨烯片垂直和水平。在这里，我们描述了Hopfene的电子结构通过简单的紧束缚计算。我们证实了2D石墨烯的原始狄拉克点在引入霍普夫链接后受到拓扑保护，并且低能激发由1D，2D和3D狄拉克和外尔费米子描述。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric relations in the conformal limit in Dirac and Weyl semimetals
在金属的费米液体描述中，电和热电输运系数通过稳健的关系联系在一起，这种关系可能受到强相互作用或电子液体进入不同区域的挑战。这些关系在小说材料的特征描述中非常有力。我们表明，狄拉克和外尔半金属在零掺杂和零温度（共形极限）有一个非常奇异的行为，由于量子异常。从这一点出发，可以建立莫特关系。
2020-05-14 cond-mat.mes-hall
Influence of Fermi arc states and double Weyl node on tunneling in a Dirac semimetal
大多数狄拉克隧穿的理论研究和密切相关的外尔半金属模拟这些材料作为单一的外尔节点描述的三维狄拉克方程$H = v_f \vec{p}\cdot\vecσ$。因此，从这些研究中，以不同外尔节点为中心的不同谷之间的散射的影响以及连接这些节点的费米弧状态并不明显。在这项工作中，我们研究的狄拉克半金属$\text{Na}_3\text{Bi}$的薄膜系统中的隧穿由一个中心段与栅极电位，夹在相同的半无限源极和漏极段之间。我们用于$\text{Na}_3\text{Bi}$的模型汉密尔顿给出了对于每个自旋，$k$空间中关于$k_z=0$对称的两个Weyl节点。在薄膜几何形状中顶面和底面的存在导致费米弧状态和能量子带的出现。我们表明，（对于每个自旋）的存在下，两个Weyl节点和费米弧状态的结果在增强的传输振荡，和有限的传输，即使当能量落入\textit{bulk}带隙的中心段分别。这些特征在单Weyl节点模型中并不明显。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Spin textures and spin-wave excitations in doped Dirac-Weyl semimetals
我们研究了三维狄拉克半金属中局域自旋的相关性和磁性织构。通过对费米子自由度积分，建立了磁矩的有效场论。自旋关联显示出很强的各向异性，起源于狄拉克电子的自旋动量锁定，除了传统的海森堡类铁磁关联。各向异性自旋相关允许拓扑非平凡的磁激发纹理，如瞬态刺猬状态，以及铁磁基态。铁磁外尔半金属中的自旋波色散也变得各向异性，垂直于磁化方向的色散较小。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Oscillations in Weyl and Dirac Semimetal Ultra-Thin Films
我们发现，一个薄膜的外尔或狄拉克半金属与一个强大的面内磁场成为一种新的二维费米液体有趣的性质。该系统中的费米面是强各向异性的，这源于手征体通道和费米弧的组合。费米面所包围的区域强烈依赖于平行于Weyl/Dirac节点分裂的面内磁场分量，这导致当磁场倾斜出平面时量子振荡的不寻常行为。我们估计的振荡频率和制度，这样的效果可以看到在镉$_3$作为$_2$，钠$_3$铋，和钽砷。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Strong suppression of electron convection in Dirac and Weyl semimetals
结果表明，在三维和二维（3D和2D）狄拉克和Weyl半金属电子流体的对流不稳定性强烈抑制。电子对流的主要障碍是库仑力的影响以及与杂质和声子相互作用相关的动量弛豫。库仑力的影响在2D材料（例如石墨烯）中不太明显。然而，动量弛豫仍然明显抑制对流，使得在实践中很难实现。
2021-09-28 cond-mat.mes-hall
Renormalization Group Approach to Stability of Two-dimensional Interacting Type-II Dirac Fermions
II型外尔/狄拉克费米子是传统或I型外尔/狄拉克费米子的推广，其圆锥谱倾斜，使得费米面在二维中变成线，在三维中变成面，而不是传统外尔/狄拉克费米子的离散点。与质量无关的重整化群计算表明，倾斜参数随尺度单调减小，导致二维Ⅱ型Weyl/Dirac费米子向Ⅰ型费米子的跃迁.由于费米面的非平凡性，光子通过手征反常部分获得有限质量，导致Weyl/Dirac费米子的强屏蔽效应。因此，各向异性的第二类狄拉克半金属对库仑相互作用变得稳定。这项工作提供了深刻的洞察费米面的几何形状和库仑相互作用之间的相互作用。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall
Coherent direction-dependent valley transport in Dirac/Weyl semimetals
Nanoelectronics Research Center（纳米电子研究中心）
通过反转不对称的静电势垒形状，在狄拉克或外尔通道中实现无需传统条件的相干非互易输运，并揭示了谷分辨单向输运的几何机制。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
The linear Dirac spectrum and the Weyl states in the Drude-Sommerfeld topological model
提出了一个描述剩余碰撞下Weyl费米子的Drude-Sommerfeld拓扑模型（DSTM）。它们几乎是自由的，并被自己的弱磁场所装扮，这种磁场打破了层周围的反射和时间对称性。这种弱磁场通过非平凡的Chern-Simons数给态带来拓扑稳定性，该非平凡的Chern-Simons数是在狄拉克线性谱的极限中计算的。外尔费米子显示出一个能隙，在这个能隙之上，光谱变成狄拉克线性。它们是从一个薛定谔像哈密顿粒子的自旋和磁能的动量限制在一个层。在弛豫时间为常数的情况下，导出了外尔费米子的电导率和热导率以及相应的Wiedemman-Franz定律。洛伦兹数系数获得渐近值$6.5552$乘以$π^2/3$的体积值。的弛豫时间被证明是重整化的间隙的平方的倒数，因此，导致弹道制度的线性狄拉克谱极限。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical correlation functions and the related physical effects in three-dimensional Weyl/Dirac semimetals
利用Passarino-Veltman约化方法，在零温下统一推导了三维Weyl/Dirac半金属的动力学关联函数，包括密度-密度、密度-电流和电流-电流.为了验证这些关联函数，建立了任意阶减法的广义Kramers-Kronig关系.我们的结果导致准确的手征磁导率和直接恢复以前的几个限制。我们还研究了磁磁化率，轨道磁化强度，并简要讨论了电子相互作用对这些物理量在随机相位近似的影响。我们的工作为研究三维Weyl/Dirac半金属中高阶空间色散引起的非局域输运和光学性质提供了一个起点。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall
Acoustogalvanic effect in Dirac and Weyl semimetals
提出声电流效应是一种非线性机制，通过狄拉克和外尔半金属中的声波产生直流电流。与依赖于声致变形势和相应的电场的标准声电效应不同，声电流效应起源于不受屏蔽的伪电磁场。纵向声电流的比例至少平方与弛豫时间，这是在对比度的缩放是线性的光电流。由于赝电场和赝磁场的相互作用，电流可以显示出对声波传播方向的非平凡依赖性。在实验范围内，该效应可以用来探测动力学变形和相应的伪电磁场，这是尚未在Weyl和Dirac半金属实验观察到。
2020-04-03 cond-mat.mes-hall
Mirror protected Dirac fermions on a Weyl semimetal NbP surface
第一个Weyl半金属最近在NbP类化合物中发现。虽然这些新材料的拓扑结构已经确定，但表面性质尚未完全了解。通过扫描隧道谱，我们发现NbPs（001）表面存在一对受镜像对称保护的Dirac锥。通过我们的高分辨率光谱测量，我们解决了这些新的狄拉克费米子所产生的量子干涉图案，并揭示其电子结构，包括线性色散。我们的数据，与我们的理论计算相一致，揭示了进一步有趣的功能外尔半金属铌磷酸盐已经异国情调的表面。此外，我们讨论了狄拉克费米子之间的相似性和区别，在这里和拓扑晶体绝缘体的对称性保护和拓扑。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous Electromagnetic Field Penetration in a Weyl or Dirac Semimetal
由于外加静磁场激活的手征异常，外尔或狄拉克半金属中对电磁场的电流响应变得非局部。非定域性是在正常趋肤效应条件下发展起来的，与入射波电场和静磁场共同作用产生的谷电荷不平衡有关。我们阐明了这种非局域性的签名在电磁波的传输。这些特征包括传输幅度的增强及其对波的频率和静态磁场强度的特定依赖性。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall
Dynamic current-current susceptibility in 3D Dirac and Weyl semimetals
通过解析地计算与波矢和频率相关的电流-电流响应函数，研究了掺杂三维Dirac和Weyl半金属对矢量势的线性响应.动态电流-电流响应函数的纵向部分，然后被用来研究等离子体色散，和光学电导率。静态极限下的横向响应产生轨道磁化率。在外尔半金属中，随着电流-电流响应函数，所有这些量都受到平行电场和磁场（有限${\bf E}\cdot{\bf B}$项）的显著影响，并且可以用于实验探索手性异常。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
Floquet Weyl fermions in circularly-polarised-light-irradiated three-dimensional stacked graphene systems
使用Floquet理论，我们说明Floquet Weyl费米子可以在圆偏振光照射的三维堆叠石墨烯系统中产生。由于Floquet子带的重叠，可以形成一个或两个半狄拉克点。每对外尔点都有一个二分量的半狄拉克点父节点，而不是一个四分量的狄拉克点父节点。降低光的频率会使外尔点在动量空间中移动，当频率变得很小时，外尔点可以接近狄拉克点。计算出了频率-振幅相位图。结果表明，在圆偏振光照射下，半无限堆叠和有限多层石墨烯系统的表面布里渊区存在费米弧。由于Floquet子带的重叠而出现的Floquet Weyl点为研究Weyl费米子提供了一个新的平台。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall
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
Photoninduced Weyl half-metal phase and spin filter effect from topological Dirac semimetals
最近发现的具有两个Dirac节点的Dirac半金属（DSM），如Na $_{3}$ Bi和Cd $_{2}$ As $_{3}$，被认为除了手征电荷外还带有$\mathbb{Z}_{2}$拓扑电荷。在这里，我们研究了$\mathbb{Z}_{2}$拓扑DSM受到一束圆偏振光的Floquet相变。由于手征电荷和$\mathbb{Z}_{2}$电荷的相互作用，Weyl节点不仅与手征有关，而且与自旋有关，这限制了Weyl节点的产生和湮灭行为。有趣的是，我们发现了一个新的相：一个自旋带是外尔半金属相，而另一个自旋带是绝缘体相，我们称之为外尔半金属（WHM）相。我们进一步研究了Dirac-Weyl半金属结中的自旋相关输运，发现自旋过滤效应是WHM相存在的指纹。所提出的自旋过滤器的效果，基于WHM体带，是高度可调的，在一个广泛的参数制度和强大的对磁无序，这有望克服以前提出的自旋过滤器的缺点的基础上的拓扑边缘/表面状态。我们的研究结果提供了一个独特的机会，探索自旋电子学中的拓扑DSM的潜在应用。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall
Regularization of a massless Dirac model to describe anomalous electromagnetic response of Weyl semimetals
具有两个非简并Dirac锥的无界无质量Dirac模型是Weyl半金属的最简单模型，它显示了手征磁效应（CME）和反常霍尔效应（AHE）的反常电磁响应.然而，如果该模型被天真地用于分析线性响应理论中的电磁响应，它给出的结果显然与基于格子模型的有说服力的预测不一致。我们表明，这一严重的困难是有关的狄拉克模型中的电流守恒由于量子异常的打破，可以删除，如果电流和电荷算子重新定义，包括异常的贡献。我们证明，CME以及AHE可以适当地描述使用新定义的运营商，并澄清CME是由异常和低能电子的贡献之间的竞争。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall
Large anomalous magnetic moment in three-dimensional Dirac and Weyl semimetals
研究了库仑相互作用对三维狄拉克和外尔半金属电磁响应的影响。在一个计算让人想起施温格的开创性工作的量子电动力学，我们发现三个物理上不同的效果异常磁矩的相对论类准粒子在半金属。在非零掺杂的情况下，反常磁矩在长波长处是有限的，并且通常比Schwinger的结果大几个数量级。我们还发现了有趣的影响的三个新的哈密顿项之一的拓扑表面态的真空和Weyl半金属之间的界面。我们的结论是，这些影响的观察应该在实验范围内。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Generic coexistence of Fermi arcs and Dirac cones on the surface of time-reversal invariant Weyl semimetals
外尔半金属的标志是在它们的表面上存在开放的恒定能量轮廓-所谓的费米弧-连接外尔点。在这里，我们表明，对于时间反演对称实现的外尔半金属这些费米弧在许多情况下共存的封闭费米口袋源自表面狄拉克锥钉在时间反演不变的动量。费米口袋的存在是必需的某些费米弧连通性，由于额外的限制所施加的六个$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量表征一个通用的时间反演不变外尔半金属。我们表明，费米弧连接的变化通常会导致不同的拓扑结构的表面费米表面，并确定半Heusler化合物LaPtBi下的面内压缩应变作为实现这种表面Lifshitz转变的材料。我们还讨论了这种共存在准粒子干涉谱中的普遍特征。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
Route Towards Dirac and Weyl Antiferromagnetic Spintronics
拓扑量子物质和自旋电子学的研究在很大程度上是独立发展的。在这篇评论中，我们讨论了一个新的角色，反铁磁秩序已采取结合拓扑物质和自旋电子学。这是由于反铁磁体中存在的复杂的微观对称性，例如，拓扑相对论准粒子和新发现的Néel自旋轨道力矩共存。我们首先介绍了拓扑半金属和自旋轨道电子的概念。其次，我们解释了反铁磁对称性的最小狄拉克半金属模型和狄拉克的例子预测的指导作用的$\textit{ab initio}$计算，和Weyl反铁磁体：SrMnBi $_{\text{2}}$，CuMnAs，和Mn $_{\text{3}}$ Ge。最后，我们说明了狄拉克准粒子，拓扑结构和反铁磁性的相互作用：（i）实验观察到的量子霍尔效应EuMnBi $_{\text{2}}$，（ii）大的异常霍尔效应Mn $_{\text{3}}$ Ge，和（iii）理论预测的拓扑金属-绝缘体转变CuMnAs。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall
Magneto-optics of general pseudospin-s two-dimensional Dirac-Weyl fermions
石墨烯是一种赝自旋为1/2的二维Dirac-Weyl材料，它的普及促使人们寻找相关材料并表征其性质。在这项工作中，磁光电导率的系统，服从一般的赝自旋s的二维Dirac-Weyl哈密顿量，特别关注的s = {1/2，1，3/2，2}计算。这概括了已为s = 1/2的计算，并遵循以前的工作，这些系统的光学响应在零场。在存在磁场的情况下，朗道能级从2s+1能带中凝聚出来。当系统中的化学势移动时，光谱中某些峰的出现和消失会出现图案。这些图案对于所考虑的每种情况都明显不同，从而在磁光中产生独特的签名。讨论了每个光谱的一般结构以及它们如何进行比较。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling and electron optics in Dirac-Weyl fermion systems with tilted energy dispersion
类相对论费米子的优异电子性质在具有各向同性线性色散的固态系统如石墨烯中得到了广泛的研究。在这里，我们表明，2D和3D Dirac-Weyl（DW）材料表现出倾斜的能量色散可以诱导显着不同的传输现象相比，非倾斜的情况下。事实上，相反的手征DW费米子的克莱因隧道预计将出现沿两个分离的倾斜方向。此外，谷滤波和分束效应很容易通过掺杂剂工程技术定制，而电子波的折射则通过倾斜而显着修改，从而为电子光学和谷电子学中的新兴应用铺平了道路。
2018-03-18 cond-mat.mes-hall
Non-linear Hall effect in three-dimensional Weyl and Dirac semimetals
我们实验研究了三维WTe $_2$和Cd $_3$ As $_2$单晶的非线性霍尔效应，分别代表Weyl和Dirac半金属。在零磁场中，我们观察到有限的二次谐波霍尔电压，它与纵向电流成二次方关系。尽管该观察结果与理论预测很好地对应，但只有磁场依赖性允许将非线性霍尔效应与热电响应区分开。我们证明了二次谐波霍尔电压对磁场的方向具有奇型依赖性，这是支持电流磁化效应的有力论据。相反，一个数量级的更高的热功率信号是独立的磁场方向。
2019-02-08 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical conductivity of anisotropic two-dimensional Dirac-Weyl materials
研究了在外加磁场作用下，载流子具有任意各向异性费米速度的无质量狄拉克费米子的二维材料的光学响应.使用Kubo形式主义，我们得到这些材料的磁光电导率张量，它允许从各向同性狄拉克费米子的磁光电导率来解决各向异性狄拉克费米子的磁光响应。作为应用，我们分析了应变诱导各向异性和磁场对透射率的综合影响，以及对法拉第旋转，线偏振光后通过应变石墨烯。该解析表达式可用于预测应变石墨烯在磁场作用下的吸收和法拉第角。最后，我们的研究扩展到各向异性二维材料与任意赝自旋的狄拉克费米子。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall
Nonperturbative Topological Current in Weyl and Dirac Semimetals in Laser Fields
在动力学理论的框架下，我们非微扰地研究了强椭圆偏振激光场在Weyl和Dirac半金属中产生的反常霍尔电流及其高次谐波。我们发现了一个新的微扰和非微扰制度之间的交叉，其特征在于电场强度$\mathcal{E}^{*}= \frac{μω}{ 2 e v_F}$（$ω$：激光频率，$μ$：费米能量，$v_F$：费米速度）。在微扰制度，反常霍尔电流平方依赖于磁场强度（$\mathcal{E}$），而高阶校正，以及高次谐波，消失在零温度。在非微扰区，反常霍尔电流饱和并衰减为$(\log{\mathcal{E}})/\mathcal{E}$，而当面内旋转对称性破缺时，产生偶次高次谐波。基于Boltzmann方程的解析解，我们揭示了这种尖锐交叉的拓扑起源：在微扰和非微扰区域的虚拟运动中，Weyl粒子分别处于费米球内部或外部.我们的研究结果建立了一个新的非线性响应内在地连接到拓扑结构，特征外尔和狄拉克半金属。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall
High-harmonic generation in semi-Dirac and Weyl semimetals with broken time-reversal symmetry: Exploring merging of Weyl nodes
本研究通过可实现外尔半金属到半狄拉克半金属转变的模型，探究反常高次谐波产生机制，发现半狄拉克区谐波强度更高，明确外尔半金属反常谐波的起源，为三类半金属的实验表征提供支撑。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analysis of Dirac and Weyl points in topological semimetals via oscillation effects
计算了Dirac和Weyl拓扑半金属中费米面口袋的极值截面积和回旋质量。计算是针对外尔点和狄拉克点附近电子能带的最一般形式进行的。利用所得到的公式，人们可以从适当的实验数据中找到表征拓扑半金属中Dirac和Weyl电子的参数。作为一个例子，我们考虑在TaAs的W1电子。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
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
Dirac and Weyl Materials: Fundamental Aspects and Some Spintronics Applications
狄拉克和外尔材料是指一类具有低能量准粒子激发的固体材料，其可以由相对论性量子力学中的狄拉克和外尔方程描述。从石墨烯作为第一个突出例子的出现开始，这些材料由于其新颖的基本性质以及巨大的应用潜力而引起了人们的极大兴趣。本文介绍了Dirac和Weyl材料的基本概念，并简要回顾了这一领域的一些最新研究成果，特别是有关概念的发展和自旋电子学/赝自旋电子学的应用。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl-Dirac nodal line phonons with type-selective surface states
Inner Mongolia University（内蒙古大学）；Research Center for Quantum Physics and Technologies, School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia University（内蒙古大学物理科学与技术学院量子物理与技术研究中心）；Key Laboratory of Semiconductor Photovoltaic Technology and Energy Materials at Universities of Inner Mongolia Autonomous Region, Inner Mongolia University（内蒙古自治区高校半导体光伏技术与能源材料重点实验室（内蒙古大学））
研究提出通过群论分析快速识别韦伊-狄拉克节点线声子，并揭示其在不同表面呈现选择性表面态的拓扑特性。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of the Dirac and Weyl systems with first- and higher-order dispersion in non-Fermi-liquid picture
研究了具有低阶和高阶色散的二维和三维Dirac/Weyl系统的非费米液体行为。研究了自能修正、对称性、自由能、电导率、态密度和谱函数。我们发现，对于具有高阶色散的Dirac/Weyl系统，即使在有限化学势下，非费米液体特征仍然存在，并且与费米液体图像和传统的非费米液体图像中的特征不同.本文还讨论了非费米液体情况下纵向激励在随机相位近似（RPA）下的朗道阻尼。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dispersion of Fermi arcs in Weyl semimetals and their evolutions to Dirac cones
通过构造一个简单的有效模型，研究了外尔半金属相费米弧的色散。我们计算了表面费米弧色散的顶部和底部的表面合并成体狄拉克锥在Weyl半金属在两端的弧，并表明，他们有相反的速度。这一结果也证实了使用紧结合模型的计算。此外，通过改变系统中的一个参数，同时保持时间反演对称性，我们证明了当系统从Weyl半金属过渡到拓扑绝缘体相时，两个费米弧演化为一个表面狄拉克锥.我们还表明，表面终端的选择影响配对的外尔节点，从费米弧的形成。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Topological properties of Dirac and Weyl semimetals
本章从可观察到的电磁响应的角度描述拓扑（狄拉克和外尔）半金属。我们认为，这种响应可以表示为拓扑项与非量化（非整数）系数，并与Luttinger定理，它涉及到一个普通金属的费米表面的大小，每单位细胞的电子数的连接。我们讨论可观察到的运输现象，与此拓扑响应。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Degenerate solutions to the massless Dirac and Weyl equations and a proposed method for controlling the quantum state of Weyl particles
在最近的工作中，我们已经证明，所有的解决方案的外尔方程和一类特殊的解决方案的狄拉克方程是退化的，在这个意义上说，他们保持不变的影响下，各种不同的电磁场。在这项研究中，我们以前的工作是显着扩展，提供了广泛的类退化的解决方案，狄拉克方程的无质量粒子。这些解决方案所对应的电磁场的计算和例子，关于空间恒定的电磁场和电磁波也提供。此外，给出了Weyl方程的一般解，并计算了相应的电磁场。在此基础上，提出了一种利用适当的电磁场完全控制Weyl粒子量子态的方法。最后，从退化到非退化的粒子获得质量的解决方案的过渡进行了讨论。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dirac-Line Criticality and Emergent Horizons in Weyl Lifshitz Transitions
Macquarie University（麦考瑞大学）；Charles Sturt University（查尔斯史都华大学）；Southern Cross Institute（南十字学院）；Jazan University（贾赞大学）
利用 Painlevé-Gullstrand 度量研究 Weyl 半金属中从第一类到第二类转变的 Lifshitz 相变表面，发现其与黑洞视界的类比，并分析了对称性保护拓扑序及霍金辐射的涌现。
2026-05-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Weyl and Dirac semimetals with Z_2 topological charge
利用Clifford代数及其表示理论研究了半金属三维布里渊区中的Gap-closing（Weyl或Dirac）点的稳定性。本文证明了具有时间反演和反射对称性的半金属中，当两个对称变换乘积的平方等于负单位元时，具有$\mathbb{Z}_2$拓扑荷的Weyl点对是稳定的.我们提出了玩具模型的$\mathbb{Z}_2$外尔半金属具有表面模式形成螺旋费米弧。我们还证明了在具有时间反演、反演和SU（2）自旋旋转对称性的半金属中，当时间反演和反演的乘积的平方等于正单位元时，具有$\mathbb{Z}_2$拓扑荷的Dirac点是稳定的.此外，我们还利用Clifford代数简要讨论了超导体中点结点的拓扑稳定性。
2014-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kondo screening regimes in multi-Dirac and Weyl systems
本文研究了多狄拉克（Weyl）节点费米子系统中单个磁性杂质的近藤物理。通过使用一个通用的有效模型的主机材料和采用数值重整化群的方法，我们访问的系统的低温行为，确定存在的近藤屏蔽在单，双，和三重狄拉克（Weyl）节点模型。我们发现，在任何多狄拉克节点系统的低能量政权在于其中一类已知的pseudogap近藤问题，在文献中广泛研究。在时间反演对称性破缺的Weyl系统中也观察到了近藤屏蔽。然而，这是可能的，只有在有限的化学势$μ$获得的粒子-空穴对称性破缺制度。虽然很弱，破缺的时间反演对称性抑制近藤共振，特别是在单节点外尔半金属。对于反转对称破缺的多Weyl费米子，得到了更有趣的Kondo屏蔽机制。在这些系统中，双Weyl节点和三Weyl节点模型的Kondo区域比单Weyl节点模型丰富得多。虽然在单Weyl节点模型中，Kondo温度随$|μ|$单调增加，而不管反演对称性破缺参数$Q_0$的值如何，但在双Weyl节点和三Weyl节点模型中，存在两种不同的状态：（i）对于$Q_0< |μ|$，近藤温度强烈地依赖于$μ$，而（ii）对于$Q_0 > |μ|$，近藤温度非常弱地依赖于$μ$，类似于平带单杂质安德森模型。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall 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
Field induced topological phase transition from a three-dimensional Weyl semimetal to a two-dimensional massive Dirac metal in ZrTe5
对称性保护的Dirac半金属可以通过破坏对称性而转变为Weyl半金属，从而产生手征反常和反常霍尔效应等奇异量子现象。研究表明，由于狄拉克半金属ZrTe 5的塞曼g因子大，沿b轴方向的带宽小，当塞曼分裂超过沿b轴方向的带宽时，沿b轴方向约8 T的磁场可以湮灭Weyl点，打开二维狄拉克质量带隙.这表现为磁电阻（MR）在8 T以上的急剧下降，这可能是由于与2D狄拉克点相关的第零朗道能级的轨道分裂引起的额外载流子，该狄拉克点是原始外尔点的后代。在低场和高场区域中的霍尔效应和不同的各向异性磁阻（AMR）提供了额外载流子的进一步证据。我们的实验揭示了Dirac半金属ZrTe_5中场致Weyl点湮灭的可能的拓扑量子相变，并给出了高场下MR下降的另一种解释。
2017-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Josephson current signatures of the Majorana flat bands on the surface of time-reversal-invariant Weyl and Dirac semimetals
线性约瑟夫森结介导的表面状态的时间反演不变的外尔或狄拉克半金属本地化马约拉纳平坦带的时间反演对称性的保护。结果表明，约瑟夫森电流在$π$相位差处表现出不连续的跳跃，这可以作为Majorana带的实验特征。跳跃的幅度与结宽度和外尔节点之间的动量空间距离成正比。它还表现出一个特性依赖于结的方向。我们证明了跳跃对非零温度和弱非磁无序的影响是鲁棒的。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Symmetry-enforced band crossings in tetragonal materials: Dirac and Weyl degeneracies on points, lines, and planes
我们研究了强自旋轨道耦合的四元晶体中的自旋强迫拓扑带交叉的发生。通过计算整个布里渊区的对称本征值和全局能带拓扑的动量依赖性，我们确定了四元空间群中所有的非对称强制带交叉。特别是，我们分类所有的狄拉克和外尔退化点，线和平面，并找到了丰富的各种拓扑退化。这包括，除其他外，双外尔点，四倍双外尔点，四倍四外尔点，外尔和狄拉克节线，以及拓扑节面。对于具有布里渊外尔点的空间群，我们确定了给定带对的外尔点的最小数量，并且值得注意的是，发现空间群119和120中的材料可以具有在整个布里渊区中只有两个外尔点的带对。这简化了拓扑响应，这对于器件应用是有用的。使用的分类，强制执行的频带交叉，我们进行了广泛的数据库搜索的候选材料与tetravel空间群。值得注意的是，我们发现Ba $_5$ In $_4$ Bi $_5$和NaSn $_5$分别表现出两重和四重Weyl节线，它们穿过费米能。Hf $_3$ Sb和Cs $_2$ Tl $_3$具有带对，在费米能附近具有很少数量的外尔点。此外，我们发现，Ba $_3$ Sn $_2$具有Weyl点与手风琴色散和拓扑节面，而AuBr和Tl $_4$ PbSe $_3$具有Dirac点与沙漏色散。对于这些候选材料，我们提出了从头算能带结构和讨论可能的实验签名的非平凡的能带拓扑结构。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Fermi-arc and robust Weyl semimetal phase in Ag$_2$S
三维Dirac和Weyl半金属在凝聚态物理和材料科学中引起了广泛的兴趣。在这里，基于第一性原理计算和对称性分析，我们报告说，Ag $_2$ S与P2 $_1$ 2 $_1$ 2 $_1$对称性是一个拓扑狄拉克半金属的自旋轨道耦合（SOC）的情况下。每个狄拉克点都是由两个手征相同的外尔点在动量空间中重叠而成。在考虑SOC的情况下，每个Dirac点被分裂为两个Weyl点。具有相反手征性的外尔点在动量空间中彼此远离。因此，外尔对在Ag $_2$ S化合物中不易湮灭，且很坚固，这也导致了材料表面的长费米弧。Weyl点对应变的鲁棒性进行了讨论。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical dynamics of Dirac and Weyl particles in rotating coordinates
建立了有外电磁场和整体转动时Dirac粒子的半经典动力学理论。为了给出狄拉克粒子的哈密顿形式，提出了一种辛二形式，即自旋指数矩阵。在螺旋度基础上得到了狄拉克粒子的粒子数和电流密度。按照类似的程序，Weyl粒子的半经典动力学理论完成。结果表明，外尔和狄拉克粒子的相空间动力学是直接联系在一起的。计算了由外磁场和坐标系的角速度引起的反常手征效应。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Pseudo-gauge Fields in Dirac and Weyl Materials
低温固体中的电子由非相对论性的薛$\ddot{o}$丁格方程控制，因为电子的速度比光速慢得多。值得注意的是，各种材料中由电子给出的低能准粒子可以表现为相对论性狄拉克/外尔费米子，它们服从相对论性狄拉克/外尔方程。这些材料被称为“狄拉克/外尔材料”，它提供了一个可调平台，在桌面实验中测试相对论量子现象。更有趣的是，这些外尔/狄拉克材料中不同类型的物理场，如磁涨落、晶格振动、应变和材料不均匀性，可以以类似于$U(1)$规范耦合的方式耦合到“相对论”准粒子。由于这些场一般不具有规范不变动力学，我们称它们为“伪规范场“。在这一章中，我们概述了Weyl/Dirac材料中赝规范场的概念和物理结果。特别是，我们将证明伪规范场可以提供对各种物理现象的统一理解，包括磁性外尔半金属磁涡旋核内的手征零模、磁共振时的巨电流响应磁性拓扑绝缘体中的压电电磁响应，以及时间反转不变系统中的压电电磁响应。这些现象与高能物理中的手征反常、轴子电动力学等概念有着密切的联系。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Multi-Dirac and Weyl physics in heavy-fermion systems
本研究提出多狄拉克/外尔近藤晶格模型，分析顺磁相下不同对称性破缺的多外尔系统行为，揭示近藤淬灭规律与多类相的实现条件，及手性扇区准粒子重整化的实验可检测特征。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hybrid Dispersion Dirac semimetal and Hybrid Weyl phases in Luttinger Semimetals: A dynamical approach
我们发现，混合狄拉克和外尔半金属可以实现在一个三维的Luttinger半金属与二次带接触（QBT）。我们说明这一点使用周期性踢计划。特别是，我们专注于一个动量依赖驱动（非均匀驱动），并证明了各种混合狄拉克和外尔半金属的实现。我们确定了一个独特的混合色散狄拉克半金属与两个节点，其中一个节点是线性的，而另一个是二次色散。接下来，我们表明，通过倾斜QBT通过周期性驱动和在外部磁场的存在下，可以实现各种单/双杂化外尔半金属取决于外场的强度。最后，我们注意到，原则上，在这项工作中发现的阶段也可以通过采用适当的电子相互作用来实现。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Classification of stable Dirac and Weyl semimetals with reflection and rotational symmetry
三维狄拉克半金属是一种新的量子物质态，在费米能级附近具有无带隙的四重简并。发现后不久，具有反转和旋转对称性的稳定三维狄拉克半金属的分类就被研究了。然而，32个点群中只有10个既有反转又有旋转对称性，我们需要一个更完整的3D稳定狄拉克半金属分类。在这里，我们分类稳定的3D狄拉克半金属反射对称和旋转对称的存在下的时间反演对称，属于十七个不同的点群。这些系统包括除$\mathrm{C_{3i}}$以外的保持反演对称性的系统。它们具有两类反射对称性，即镜面平行于旋转轴，镜面垂直于旋转轴。在这两种情况下，两种类型的狄拉克半金属是由四个不同的反射对称性。第一种狄拉克半金属是通过偶然带交叉（ABC）出现的。第二种狄拉克半金属在时间反演不变动量（TBC）处有一个狄拉克点。我们证明了在镜面平行和镜面垂直的情况下，$C_{2,3}$对称性只能通过TBC来保护稳定的Dirac点，而$C_{4,6}$对称性可以通过ABC或TBC来保护稳定的Dirac点.以$\mathrm{C_{4v}}$对称性为例，进一步讨论了外尔线节点和狄拉克半金属可以同时存在于布里渊区。最后，我们对狄拉克线节点和外尔线节点进行了分类，以说明它们可以存在于哪种类型的镜像平面中。
2015-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
