Magnetoresistance and Quantum Oscillations of an Electrostatically Tuned Semimetal-to-Metal Transition in Ultra-Thin WTe2
我们报告的半金属WTe \textsubscript{2}的静电门控纳米器件的电子输运测量。通过在惰性气氛中封装薄片，在2D极限中实现高迁移率金属行为。在低温下，我们发现，一个大的磁阻可以打开和关闭之间的半金属态和仅电子的金属态，分别通过静电掺杂系统。我们确认的两个制度的性质，通过分析的磁阻和霍尔效应与两个载体模型，以及通过分析Shubnikov-de Haas振荡，这两个都表明通过静电门耗尽空穴载流子。这证实了两个带相反电荷的载流子的半经典输运准确地描述了在这种材料中观察到的异常磁阻。最后，我们还发现，磁阻幂律是次二次和密度无关，特别是在半金属制度提出了新的物理。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall
Effects of anisotropy on the high field magnetoresistance of Weyl semimetals
研究超量子区间内各向异性对Weyl半金属磁阻的影响，发现磁阻强烈依赖于各向异性轴取向，并预测正交与对齐几何构型下磁阻比值按费米速度之比的平方标度。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall
Van Hove singularity-induced negative magnetoresistance in Dirac semimetals
本文提出态密度中的van Hove奇点可诱导Dirac半金属负磁阻，并通过拟合Cd₃As₂薄膜实验数据验证了该机制。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall
Gigantic tunneling magnetoresistance in magnetic Weyl semimetal tunnel junctions
研究了由外尔半金属接触构成的磁性隧道结的隧穿磁电阻效应。我们发现，手征磁化锁定导致一个巨大的隧穿磁电阻比，效果不依赖于自旋过滤的隧道势垒。我们的研究结果表明，在反平行配置的电导是更敏感的磁化波动比在MTJ与正常铁磁体，并预测TMR高达10^4%时，实际的磁化波动占。此外，我们表明，费米弧状态引起的电导的非单调依赖于两个接触的磁化之间的错位角。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall
Transversal magnetoresistance in Weyl semimetals
我们从理论上探讨了三维Weyl和Dirac半金属在横向磁场中的磁电阻率在两种不同的无序模型：（i）短程杂质和（ii）带电（库仑）杂质。杂质散射处理使用自洽玻恩近似。我们发现，一个不寻常的朗道能级加宽导致各种制度的电阻率标度在温度-磁场平面。特别地，对于白噪声无序模型，磁阻是非单调的。对于$H\to 0$，短程杂质的磁阻以非解析的方式消失，如$H^{1/3}$。在最强磁场$H$的极限下，点状杂质的磁阻率以$1/H$形式消失，而在库仑杂质模型中，磁阻率为线性正。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall
Giant Planar Hall Effect in the Dirac Semimetal ZrTe5
最近，在Dirac/Weyl半金属中，由于手征反常引起的巨平面霍尔效应被预言。ZrTe 5被认为是一种介于弱拓扑绝缘体和强拓扑绝缘体之间的有趣的狄拉克半金属，尽管这一说法仍然存在争议。在这里，我们报告的观察在ZrTe 5的巨大的平面霍尔电阻率，显示两个不同的磁场依赖性的理论预测和最大的Lifshitz转变温度。我们发现，随着ZrTe 5纳米片厚度的减小，巨大的平面霍尔电阻率逐渐消失，这可能归因于样品的3D性质的消失。此外，我们还观察到一个非平凡的Berry相，手征异常诱导的负纵向磁电阻，和一个巨大的面内各向异性磁电阻在这些ZrTe 5纳米片。所有的实验观测都一致地证明了ZrTe_5是一种Dirac半金属。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Quantum Framework for Negative Magnetoresistance in Multi-Weyl Semimetals
Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）
本文提出了一种多韦尔半金属中负磁电阻的量子力学框架，通过Landau量子化和奇点异常机制解释了负磁电阻的实验特征。
2025-12-31 cond-mat.mes-hall
Helicity-protected domain-wall magnetoresistance in ferromagnetic Weyl semimetal
对无序铁磁Weyl半金属的磁输运性质进行了数值研究。我们在Weyl半金属的畴壁中发现了非常稳定和巨大的磁电阻效应。这种效应源于外尔费米子的螺旋度失配，是外尔半金属的一种特殊性质。虽然传统的磁电阻效应强烈抑制在畴壁的局部磁化强度逐渐变化，螺旋保护的磁电阻外尔半金属保持几乎$100\%$的磁电阻比为任何类型的厚畴壁，即使在存在的障碍。讨论了表面费米弧对磁电阻的贡献。
2018-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effect of disorder on the transverse magnetoresistance of Weyl semimetals
研究了不同类型杂质所产生的随机势对外尔半金属横向磁电阻的影响。结果表明，杂质势的类型强烈影响磁电阻的磁场和温度依赖性。两个极限情况下进行了详细分析：（$i$）的超量子极限，当所施加的磁场是如此之高，只有第零和第一朗道水平有助于磁输运，和（$ii$）的半经典的情况下，大量的朗道水平发挥作用。一个正式的图解方法使我们能够获得表达式的组件的电导率张量在这两个限制。与$δ$关联无序的过度简化情况相反，长程杂质势（包括库仑杂质）引入了额外的长度尺度，这改变了问题的几何和物理性质。结果表明，对于一定的杂质势，磁电阻可以偏离作为磁场函数的线性行为。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Negative magnetoresistance due to conductivity fluctuations in films of the topological semimetal Cd3As2
最近发现的Dirac和Weyl半金属显示不寻常的磁阻现象，包括一个大的，非饱和的，线性的横向磁阻和负的纵向磁阻。后者通常被认为是费米子具有确定手征性的证据。然而，由于无序或不均匀的电流注入，经典机制也可以产生负纵向磁阻。在这里，我们报告上进行的磁输运测量外延薄膜的Cd 3As 2，三维狄拉克半金属。观察到准线性正横向磁电阻和负纵向磁电阻。通过评估不同厚度的薄膜，并通过相关的温度依赖性的载流子密度和迁移率与磁阻特性，我们表明，这两个准线性的正和负的磁阻是由电导率波动。手性异常不需要解释所观察到的特征。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and anomalous Hall effect in micro-ribbons of the magnetic Weyl semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
磁性外尔半金属由于其特殊的能带结构而表现出有趣的输运现象。最近的实验表明，在shandite型Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$块体晶体，这种材料系统是一种磁性外尔半金属。为了获得与手性输运相关的长度尺度，必须制造这种迷人化合物的微观结构。因此，我们已经削减微带（典型尺寸$0.3~\times~3~\times~50$ μ $m^3$）从钴$_3$锡$_2$ S $_2$单晶使用Ga $^{2+}$ -离子的聚焦束，并研究了样品尺寸和可能的表面掺杂对磁输运性质的影响。在微带中观察到的大的本征反常霍尔效应与体样品中的本征反常霍尔效应定量一致。我们的研究结果表明，聚焦离子束切割可用于纳米图案化单晶Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$，使未来的运输实验在复杂的微观结构，这Weyl半金属。
2018-12-24 cond-mat.mes-hall
Surprisingly large anomalous Hall effect and giant negative magnetoresistance in half-topological semimetals
磁性拓扑半金属中由Berry曲率引起的大的内禀反常霍尔效应（AHE）由于其重要性和技术相关性而引起了人们极大的兴趣。导致大的内在AHE的机制包括外尔半金属中发散的Berry曲率，非平凡带的反交叉节环或点，以及非共线自旋结构。在这里，我们表明，一个半拓扑半金属（HTS）状态附近的拓扑临界点可以提供一个新的机制，驱动一个异常大的AHE。我们揭示了这一点，通过系统的实验和理论研究的反铁磁（AFM）的半Heusler化合物TbPdBi。我们不仅观察到一个不寻常的AHE与一个令人惊讶的大异常霍尔角ΘH（tan ΘH ~ 2，最大的反铁磁体）在其场驱动的铁磁（FM）相，但也发现了一个独特的霍尔电阻率峰在倾斜的AFM相在低场范围内，其中其等温磁化强度几乎线性依赖于场。此外，我们观察到一个几乎各向同性的，巨大的负磁电阻的幅度约为98%。我们深入的理论建模表明，这些奇特的输运性质起源于高温超导状态。在平凡自旋上带和非平凡自旋下带之间的最小Berry曲率抵消不仅导致极大的AHE，而且还显著增强了自旋下带的自旋极化，从而导致巨负磁电阻。我们的研究推进了对能带拓扑和磁性之间相互作用的理解，并为自旋电子学和其他应用的材料设计提供了新的线索。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall
Magnetoconductivity in Weyl semimetals: Effect of chemical potential and temperature
本文在玻恩近似和自洽玻恩近似下详细分析了外尔半金属的磁导率。当杂质带电时，当载流子主要来自零朗道能级时，可以产生线性磁电阻效应。有趣的是，只要载流子主要来自零朗道能级，线性磁电阻对温度的变化是非常鲁棒的。我们将此参数区域称为高场区域。另一方面，一旦来自较高朗道能级的载流子可以提供显著的贡献，则线性磁阻消失。我们的分析表明，偏离线性磁阻的主要原因是纵向电导率偏离$1/B$行为。我们发现了自能近似的两个重要特征：1。当从高场减小外部磁场时，当$n=1$朗道能级开始贡献载流子时，$σ_{xx}$的急剧跳跃，这是中场状态的开始点; 2.在低场区，$σ_{xx}$表现出$B^{-5/3}$行为，导致磁电阻$ρ_{xx}$表现出$B^{1/3}$行为。详细细致的数值计算表明，自能近似（包括Born近似和自洽Born近似）不能解释最近在Weyl半金属中观测到的线性磁电阻效应。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall
Observation of linear magnetoresistance and planar Hall effect in the Dirac semimetal PdTe
Institute of Nano Science and Technology（印度纳米科学与技术研究所）；Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Indian Institute of Technology Ropar（印度技术学院罗帕尔分校）
该研究首次在狄拉克半金属PdTe中观测到线性磁电阻和平面霍尔效应，并通过分析证明其源于无序驱动的迁移率涨落和各向异性轨道磁电阻，而非拓扑机制，强调了区分拓扑与经典输运的重要性。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields
半经典输运理论对于研究电磁效应特别有效。一般来说，半经典理论只适用于弱场，因为它没有考虑朗道量子化。在这里，我们通过考虑半金属中载流子密度的场依赖性的朗道量子化，扩展了传统的半经典理论。扩展的半经典理论甚至在朗道量子化明显的强场中也是适用的。使用这种新的方法，我们解释了定性的变化的角度依赖性的横向磁阻（TMR），各向异性磁阻（AMR），平面霍尔效应（PHE）在铋与磁场的增加。这揭示了最近在半金属铋中观察到的TMR、AMR和PHE的非平凡场致变化的难题。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of giant magnetoresistance in layered nodal-line semimetal TaNiTe5 nanoflakes
针对层状 Dirac 节线半金属 TaNiTe5 纳米片，本文通过方向、厚度、温度及倾斜磁场磁输运测量，提出电子-电子相互作用辅助层间输运是其各向异性巨磁电阻的起源。
2024-05-18 cond-mat.mes-hall
Giant Domain-Wall Hall Magnetoresistance in Magnetic Topological Semimetal
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology, Institute for Advanced Materials, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University（华南师范大学）
研究磁性拓扑半金属中多域态下的巨域墙霍尔磁电阻，揭示其与拓扑韦尔能带 Berry 相的关系，展现其在多电阻态调控中的潜力。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Magnetoresistance in Dirac Semimetal Cd3As2
在平行磁场和电场配置的拓扑半金属中，作为非平凡拓扑性质的结果，预期有大的负磁阻。负磁电阻被认为是证明手征异常，一个长期寻求的高能物理效应，在固态系统。最近的实验表明，Cd 3As 2是一种Dirac拓扑半金属，在正交磁场和电场组态下具有最高的迁移率和正线性磁电阻。然而，在平行的磁场和电场配置的负磁阻仍然没有揭开。在这里，我们报告的观察到的负磁阻在Cd 3As 2微带中的平行磁场和电场配置高达66%，在50 K，甚至在室温下可见。所观察到的负磁阻对磁场和电场之间的角度敏感，对温度具有鲁棒性，并且依赖于载流子密度。我们发现，Cd 3As 2样品的载流子密度服从阿耳忒修斯定律，从300 K时的3.0 × 10^17 cm^-3下降到50 K以下的2.2 × 10^16 cm^-3。低的载流子密度导致大的负磁电阻值。因此，我们将观察到的负磁阻的手征异常。此外，在垂直磁场和电场的配置也观察到一个积极的非饱和线性磁阻高达1670%，在14 T和2 K。这项工作表明了拓扑半金属在磁性器件中的潜在应用。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-Induced Spin Accumulation and Magnetoresistance in Chiral Semimetals
该研究证明在手性半金属中，因镜像对称破缺使相反手性Weyl节点能量不同，避免了自旋积累抵消，并发现与电流诱导自旋积累相关的独特磁电阻机制。
2023-11-10 cond-mat.mes-hall
Negative magnetoresistance and sign change of the planar Hall effect due to the negative off-diagonal effective-mass in Weyl semimetals
基于半经典Boltzmann理论，对Weyl半金属的磁电阻效应和平面霍尔效应进行了理论研究，重点研究了能带色散的精细结构。我们发现，负纵向MR和符号变化的PHE发生，因为负的非对角有效质量没有拓扑效应或手征异常物理。我们的研究结果突出了非对角有效质量的关键作用，它可以导致异常的电流磁效应。我们建议PHE在其温度依赖性中产生下降，这使得能够实验检测外尔点。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory for the negative longitudinal magnetoresistance in the quantum limit of Kramers Weyl semimetals
负磁阻在非磁性材料中是罕见的。最近，在$β$ $_2$ Se的量子极限中观察到了负磁阻效应，在平行于外加电流的强磁场中，只有一个朗道能级带被占据. $β$ -Ag $_2$ Se是一种在费米能附近具有带简并性的Kramers Weyl锥的材料。Kramers Weyl锥存在于所有对称手性晶体中的时间反演不变动量，并且存在于这些动量的子集，包括$Γ$点，在非对称手性晶体中。在这里，我们提出了一个理论的负磁电阻的量子极限的Kramers Weyl半金属。我们表明，虽然有一个带接触类似的外尔半金属，负磁阻可以存在没有手征异常。我们发现它需要屏蔽电子和杂质之间的库仑散射势，这自然是在$β$ -Ag $_2$ Se的情况。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum magnetoresistance of Weyl semimetals with strong Coulomb disorder
本文通过图解技术和 Keldysh 模型研究强库仑无序对 Weyl 半金属磁阻的影响，发现线性磁阻因长程库仑相互作用发生强烈重整化，并在更强无序下转变为平方磁阻。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling and magnetoresistance of \textit{p-n} junctions in Weyl semimetals
研究了Weyl半金属弹道\textit{p-n}结的零温电导和磁导。电子输运由\textit{n} -和\textit{p} -区域之间的Klein隧穿介导。在Weyl半金属中实现的手性异常在结的磁导中起着至关重要的作用。除了$\mathbf{B}$和结平面之间的角度很小的场取向之外，在弱和强磁场下，$B$中的磁导是正的和线性的。相反，常规\textit{p-n}结中的磁导总是负的。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling magnetoresistance by tuning semimetallicity through dimensional confinement and heteroepitaxy
通过能带结构工程控制电子特性是现代半导体器件的核心。在这里，我们将这个概念扩展到半金属，利用LuSb作为模型系统，我们表明，量子限制升降机载流子补偿和差异影响的电子和空穴类载流子的迁移率，导致其大的，非饱和的磁阻行为的强烈修改。半金属（LuSb）和半导体（GaSb）异质外延界面处的键合失配导致了一种新型的二维界面空穴气的出现，并伴随着跨界面的电荷转移，这提供了另一种途径来修改超薄极限中的电子结构和磁输运性质。我们的工作奠定了一个一般的战略，利用有限的薄膜的几何形状和异质外延界面的工程师在半金属系统中的电子结构，这允许控制其磁阻行为，同时，提供了深入了解其起源。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic linear magnetoresistance in nanoflakes of Dirac semimetal NiTe2
Tianjin University（天津大学）；Analysis and Testing Center of Tianjin University（天津大学分析测试中心）；Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海技术物理研究所）；Tiangong University（天津理工大学）
研究揭示NiTe₂纳米薄片中各向异性线性磁电阻的两种物理机制，发现厚度依赖性和非经典效应源于狄拉克点附近的非线性带效应。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall
Large magnetoresistance in type-II Weyl semimetal WP$_2$
本文报道了第二类Weyl半金属WP $_2$单晶的磁输运研究。磁电阻（MR）表现出非饱和的$H^{n}$场依赖性（在2 K和9 T下为14，300\%），而观察到系统违反Kohler规则。量子振荡揭示了复杂的多带电子结构。在沿$b$轴的量子振荡中观察到接近自由电子质量m $_e$的回旋有效质量，而在$a$轴的量子振荡中观察到约0.5 $m_e$的减少的有效质量，表明费米面各向异性.电阻率的温度依赖性显示了一个大的上升，不能解释的常规金属的多频带的磁阻。尽管WP $_{2}$的晶体结构不像过渡金属二硫属化物那样是层状的，但量子振荡表明部分二维特征。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and Scaling Laws in Type-II Weyl Semimetal WP_2
具有极大磁阻的拓扑材料表现出电阻率导通行为的预测特征。当施加高于阈值的外部磁场时，电阻率的温度依赖性从金属特性改变为半导体特性时，会发生这种情况。在这里，我们研究的磁输运性质的II型外尔半金属WP 2。我们发现，半经典理论的磁阻是一致的，我们的数据，而不需要调用拓扑表面状态。我们的研究结果在这项工作中提供了一个替代的基础，以了解在拓扑材料的磁电阻的温度依赖性。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Large linear magnetoresistance in the Dirac semimetal TlBiSSe
混合硫族化合物TlBiSSe实现三维（3D）狄拉克半金属态。在这种材料的清洁，低载流子密度单晶中，我们发现Shubnikov-de Haas振荡表明其3D Dirac性质。此外，我们观察到非常大的线性磁电阻（MR），在1.8 K下14 T接近10，000%，在30 K以上迅速减小。我们的磁输运数据的分析点的可能性，线性MR是从根本上由霍尔场，虽然这种情况已被预测为高度不均匀的系统，不均匀性似乎并没有发挥重要作用TlBiSSe。因此，大线性MR的机制是一个有趣的开放问题，在一个干净的3D狄拉克系统。
2014-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral anomaly induced negative magnetoresistance in topological Weyl semimetal NbAs
本文报道了外磁场与电场平行时NbAs中Weyl费米子的锥间输运，这种量子现象称为Adler-Bell-Jackiw反常.令人惊讶的是，NbAs中产生的负磁阻（MR）显示出与NbP的显著差异。所观察到的低场正MR下降，这是在低温下失踪的NbP，表明自旋轨道耦合（SOC）是显着更强的NbAs比前者。结果表明，砷对TaAs和NbAs中有机碳的贡献不可忽略。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-quadratic transverse magnetoresistance of the nodal line Dirac semimetal InBi
本文研究了节线Dirac半金属InBi的横向磁电阻。发现磁电阻不是二次的。在小磁场区域$ B\lesssim 0.1$ ~T中，它的特征在于高曲率，在中等磁场区域中，它由线性和二次贡献之和描述，并且在大磁场区域$ B\gtrsim 1$ ~T中，它接近具有比其零场值小几倍的曲率的二次定律。提出了一个唯象方程，允许描述的整个依赖性的电阻上的磁场的误差不超过百分之几的测量误差。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in ZrSi$X$ ($X=$ S, Se, Te) nodal-line semimetals
本研究通过第一性原理结合半经典玻尔兹曼输运理论，复现并解释了ZrSiX（X=S、Se、Te）拓扑节线半金属的蝶形各向异性磁电阻等输运特征，证实磁输运可作为费米面分析及拓扑作用研究的有效补充手段。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic theory of thermoelectric transport and negative magnetoresistance in Weyl semimetals
本文提出了弱无序Weyl半金属中的热电输运理论，其中电子-电子散射时间比电子-杂质散射时间快。我们的流体动力学理论由相对论流体在每个外尔节点，耦合在一起的微扰小谷间散射，和远程库仑相互作用。我们的理论的电导率矩阵是Onsager倒数和半正定的。除了通常的轴向异常，我们占一个独特的，轴向重力异常的影响，预计将存在于外尔半金属。负热磁电阻是一个尖锐的，实验上可以获得的这种轴向重力异常的签名，甚至超过了流体动力学的限制。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Extremely large magnetoresistance in a topological semimetal candidate pyrite PtBi2
虽然具有面心立方结构的黄铁矿型PtBi 2被预测为三维（3D）狄拉克半金属，但对其物理性质的实验研究仍然缺乏。本文报道了高磁场下PtBi_2单晶的角相关磁电阻（MR）测量。在33 T的磁场下，在T = 1.8 K时，我们观测到了高达1120万%的极大的非饱和磁电阻（XMR），超过了以前报道的Dirac材料，如WTe 2，LaSb和NbP。该晶体表现出一种高迁移率和显着的Shubnikov-de Hass（SdH）量子振荡与非平凡的Berry相位。霍尔电阻率分析表明，XMR是由近补偿的电子和空穴引起的。我们的实验结果与从头计算表明，黄铁矿PtBi 2是一个拓扑半金属候选人，这可能提供了一个平台，探索拓扑材料与XMR在贵金属合金。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetoresistance in an antiferromagnetic Kagome semimetal heterostructures
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电工程技术中心）；Anhui Province Key Laboratory of Condensed Matter Physics at Extreme Conditions, High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽省极端条件凝聚态物理重点实验室）；Key Laboratory of Electromagnetic Processing of Materials Ministry of Education, Northeastern University（东北大学教育部电磁冶金材料加工重点实验室）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
研究通过引入Pt覆盖层的界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，在FeSn薄膜中实现可调自旋纹理，观察到低磁场下的非传统阻尼振荡磁电阻行为，揭示了拓扑自旋纹理与磁电输运性质的关联。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robustness of anomaly-related magnetoresistance in doped Weyl semimetals
具有费米能Weyl费米子的Weyl半金属是一种拓扑材料，是相对论费米子的凝聚态实现。然而，有几个关键的差异，如费米能量的移动，这可能会阻碍预期的有趣的物理。手征反常是与外尔费米子相关的一种典型的非平凡现象，它决定了具有相反手征性的外尔费米子之间的费米子转移，表现为负磁阻效应。在这里，我们证明了磁电阻是强大的对偏离理想的外尔哈密顿量，如移动费米能量和非线性色散。我们研究了一个能量色散包含两个Weyl节点的模型，发现即使费米能级远离节点，甚至在两个节点的鞍点以上，磁电阻仍然存在。令人惊讶的是，即使在节点对湮灭之后，磁阻仍然存在。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Non-saturating large magnetoresistance in semimetals
被称为{ \emph{topological semimetals} }（TSM）的快速扩展的量子材料类别显示出独特的输运性质，包括电阻率对所施加的磁场的显著依赖性，这出于科学和技术原因而引起极大兴趣。然而，能够识别或辨别主导机制并与现有理论联系起来的实验特征是稀缺的。在这里，我们提出了磁化率（$χ$），霍尔角的正切（$\tanθ_H$）以及四种不同的具有高迁移率的非磁性半金属（NbP、TaP、NbSb $_2$和TaSb $_2$）中的磁阻，所有这些都表现出非饱和的大MR。我们发现，磷化物和锑酸盐中的$χ(T)$和$\tanθ_H$值用作对来自不同来源的MR进行分类的经验标准：NbP和TaP是具有线性色散的未补偿半金属，其中由于引导中心运动而产生非饱和磁阻，而NbSb $_2$和TaSb $_2$是{ \it补偿}半金属，具有来自两个二次带的几乎完美的电荷补偿的磁阻。我们的研究结果说明了如何结合磁输运和磁化率测量可用于分类越来越普遍的非饱和大磁电阻在TSM。
2018-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly angle-dependent magnetoresistance in Weyl semimetals with long-range disorder
外尔半金属中的手征异常表明，构成低能描述的左手和右手外尔费米子不是单独守恒的，例如，导致这种材料中的负磁阻。最近的实验看到了这种异常电阻响应的强烈迹象;然而，对于平行磁场和电场，在强磁场下的响应比从简单的理论考虑所预期的更急剧地达到峰值。在这里，我们发现了一种机制，从角度依赖的朗道能级结构和长程标量无序之间的相互作用，具有相同的现象。特别是，我们分析表明，数值证实，在大磁场极限下，节点间散射时间随磁场和Weyl节点间距之间的角度呈指数下降，而在弱磁场下，它对该角度不敏感。由于，在最简单的近似，internode散射时间是成比例的异常相关的电导率，这个功能可能与实验观察到的一个尖锐的峰值磁阻。
2017-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Strong Photothermoelectric Response and Contact Reactivity of the Dirac Semimetal ZrTe5
三维拓扑绝缘体家族为发现新的电子物理学和开发新型光电探测器开辟了新的途径。ZrTe 5是一种具有独特拓扑电子和光学性质的Dirac半金属。在这里，我们提出了空间分辨的光电流测量的纳米片的ZrTe 5的设备，证明了光响应的光热电起源。由于高的电导率和良好的塞贝克系数，我们获得的噪声等效功率低至42 pW/Hz 1/2，在室温下的可见光照明在零偏压。我们还表明，这些设备遭受显着的环境反应，如形成富Te的表面区域驱动的Zr氧化，以及严重的反应与金属接触。这种反应性导致设备中的显着应力，导致不寻常的几何形状，这对于深入了解光电流机制是有用的。我们的研究结果表明，在设计或解释这些系统中的光电流测量时，必须同时考虑大的光热电响应和反应性。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall
Negative Magnetoresistance without Chiral Anomaly in Topological Insulators
拓扑半金属和拓扑绝缘体中的一个有趣现象是当沿电流方向施加磁场时观察到的负磁阻（MR）。对于拓扑半金属中的负磁电阻现象，人们普遍认为是手征反常现象，而对于拓扑绝缘体中的手征反常现象还没有很好的定义。我们利用半经典运动方程计算了三维拓扑绝缘体的磁共振，其中Berry曲率明显地导致了反常的速度和轨道矩。我们的理论结果与实验定量一致。负MR对温度不敏感，并且随着费米能接近带边而增加。轨道矩和g因子对负磁电阻也有重要影响，我们的结果对三维拓扑绝缘体中的负磁电阻现象给出了合理的解释，有助于理解拓扑态物质中的反常量子输运.
2017-10-19 cond-mat.mes-hall
Compensated semimetal LaSb with unsaturated magnetoresistance
通过结合角分辨光电子能谱和量子振荡测量，我们对LaSb的电子结构进行了全面的研究，LaSb在高达40 T的磁场下表现出近二次极大的磁电阻（XMR），没有任何饱和迹象.我们清楚地解决了一个球形和一个相交的椭圆形孔费米面（FS）在布里渊区（BZ）中心$Γ$和一个椭圆形的电子FS在BZ边界$X$。从封闭的FS体积计算的空穴和电子载流子得到了完美的补偿，并且载流子补偿不受温度的影响。我们进一步揭示，LaSb是拓扑平凡的，但有许多相似之处与Weyl半金属TaAs家族在体电子结构。基于这些结果，我们研究了迄今为止提出的解释半金属中近二次XMR的机制。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry-curvature-induced linear magnetotransport in magnetic Weyl semimetals
磁输运如巨磁电阻和霍尔效应是基础物理和技术的核心。近年来，一些实验已经清楚地证明了线性磁输运（LMT）与磁场成正比，但其物理机制尚不清楚。在这项工作中，我们表明，Berry曲率效应是一个新的机制主导的LMT。在122个磁点群中，有66个磁点群存在Berry曲率引起的LMT。对于典型的磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$和铁磁MnBi $_2$ Te $_4$，Berry曲率引起的LMT电导率分别达到每特斯拉$10^4$和$10^2$ ${\rm Ω^{-1}m^{-1}}$的数量级，其可通过中等磁场引起的磁化倾斜来调节。我们进一步揭示，贝里曲率诱导的LMT可以检测到的霍尔效应，特别是固有的磁阻超过$100\%$每特斯拉的样品质量不敏感。我们的结果与最近的实验结果一致，揭示了Berry曲率在LMT中的重要作用。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall
Exchange Splitting Mechanism of Negative Magnetoresistance in Layered Antiferromagnetic Semimetals
本文提出一种不依赖拓扑、缺陷或散射的新机制，通过交换劈裂解释层状反铁磁半金属中的负磁电阻，理论结果与实验定性一致。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-Induced Weyl-Like Crossings and Longitudinal Magnetoconductivity in Dirac Systems
Instituto Superior de Tecnologı́as y Ciencias Aplicadas, Universidad de La Habana（哈瓦那大学应用技术与高等理工学院）
本文构建低能模型，提出纵光子诱导的赝标量可将 Dirac 半金属转变为 Weyl 半金属，并给出纵向磁电导一般表达式，成功解释 ZrTe5 和 Na3Bi 的负纵向磁阻。
2026-10-22 cond-mat.mes-hall hep-ph
Quantum Transport in Topological Semimetals under Magnetic Fields (II)
我们回顾了我们最近的工作，主要是在拓扑半金属和拓扑绝缘体的量子输运，根据磁场的强度组织。在弱磁场下，利用具有非平凡Berry曲率的半经典运动方程解释了拓扑半金属和拓扑绝缘体中的负磁电阻现象.我们证明了在没有手征反常的情况下也可以存在负磁电阻效应。在强磁场下，我们建立了拓扑Weyl、Dirac和半金属的量子振荡理论。提出了一种新的三维量子霍尔效应机制，即通过拓扑半金属中费米弧和Weyl节点形成的Weyl轨道的“虫洞”隧穿。在极强磁场的量子极限下，我们发现一个意想不到的霍尔电阻反转可以用外尔费米子湮灭来理解。此外，在平行的磁场中，量子极限中的纵向电阻下降可以用作拓扑绝缘体的特征。
2019-05-04 cond-mat.mes-hall
Quantum size effects in a one-dimensional semimetal
从玻尔兹曼输运方程出发，研究了一维半金属中的量子尺寸效应。我们推导出了纳米线的电导率、霍尔系数、磁电阻和热电势的解析表达式。半金属的输运系数随样品尺寸的减小而振荡。在一定尺寸之下，半金属演变成半导体。定量地讨论了半金属-半导体转变。这些结果为更好地理解低维半金属中的输运现象提供了理论基础。它们也可以在一般研究低维半导体时提供有用的信息。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Observation of an unexpected negative magnetoresistance in magnetic Weyl semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
时间反演对称性破缺允许与电子拓扑结构相关的一组丰富的磁输运性质。以磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$为研究对象，制备了微带，并在100 K ~ 180 K温度范围内，在磁场$μ_0 H$ ~ 2 T范围内研究了其横向和纵向输运性质.我们建立的磁阻（MR）的存在下，高达1%的强各向异性依赖于投影的$H$的易轴磁化，这超过了所有其他磁阻效应。基于详细的唯象模型，我们将观察到的具有意想不到的各向异性形式的结果归因于磁振子-电子耦合导致的磁振子MR。此外，类似的角度依赖性也被发现在横向电阻率，我们表明，起源于普通霍尔和异常霍尔效应的组合。因此，磁性和拓扑性质的相互作用支配着这个磁性Weyl系统的磁输运特征。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Oscillations and Magnetoresistance in Type-II Weyl Semimetals - Effect of a Field Induced Charge Density Wave
最近的实验表明，在强磁场作用下，第二类Weyl半金属如WTe $_2$、MoTe $_2$、Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$和WP $_2$具有显著的输运性质，包括极大的磁电阻和不寻常的温度依赖性。在这里，我们调查磁输运通过Kubo公式在一个极小模型的II型Weyl半金属考虑到电荷密度波（CDW）过渡的影响，这可能会出现，即使在弱耦合在一个强磁场的存在下，因为特殊的朗道级色散的II型Weyl系统。与实验测量一致，我们发现一个非常大的磁阻接近$B^2$缩放在粒子空穴补偿，而在极端的量子极限有一个过渡到一个定性的新的缩放约$B^{0.75}$。我们还研究了Shubnikov-de Haas效应，发现在CDW转变温度以下，电阻率量子振荡的幅度大大增强，这伴随着不寻常的非单调（非Lifshitz-Kosevich）温度依赖性。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity in the topological semimetal YPtBi
非中心对称的Half Heusler化合物YPtBi在低于临界温度Tc = 0.77 K时具有超导电性，零温上临界场Hc 2（0）= 1.5 T。磁阻和霍尔测量结果支持了理论预测，即这种材料是一种拓扑上非平凡的半金属，其正电荷载流子密度低得惊人，仅为2 x 10^18 cm^-3。Shubnikov-de Haas振荡中的非常规线性磁电阻和拍频指向自旋轨道分裂费米面。磁阻对表面粗糙度的敏感性表明表面态可能有贡献。YPtBi的非中心对称性和强自旋轨道耦合的结合为拓扑超导电性的研究提供了一个很有前途的平台。
2011-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant negative magnetoresistance induced by the chiral anomaly in individual Cd3As2 nanowires
Cd_3As_2是一种新型的狄拉克半金属，在三个动量方向上都具有线性色散，可以看作是石墨烯的三维模拟物。Dirac半金属的时间反演对称性或空间反演对称性破缺后，将转变为具有奇异手征反常效应的Weyl半金属，而Cd 3As 2中手征反常的实验证据尚不清楚。在这里，我们报告的个别Cd 3As 2纳米线的磁输运性质。当磁场与电场方向平行时，在60 K和300 K下分别观察到-63%和-11%的负磁阻效应，证实了Cd 3As 2纳米线的手征磁效应.此外，临界磁场BC，其中有一个极值的负MR，随着温度的升高而增加。作为在Cd 3As 2纳米线中首次观察到的手征异常诱导的负MR，这可能为Dirac半金属的低维物理提供有价值的见解。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Transversal magnetoresistance and Shubnikov-de Haas oscillations in Weyl semimetals
从理论上探讨了外尔半金属在远离电中性的横向磁场中的磁电阻效应。在自洽玻恩近似下的分析是针对两种不同的无序模型进行的：（i）短程杂质和（ii）带电（库仑）杂质。对于这些模型的障碍，我们计算的电导率远离电荷中性点以及霍尔电导率，并分析了横向磁阻（TMR）和Shubnikov-de Haas振荡的两种类型的障碍。我们进一步考虑一个模型与Weyl节点转移的能量相对于彼此（如在各种材料中发现）与化学势对应的总电荷中性。在实验上最相关的库仑杂质的情况下，我们发现在这个模型中一个大的TMR在宽范围的量化磁场。更具体地，在超量子极限中，其中只有第零朗道能级是有效的，TMR在磁场中是线性的。在中等（但仍然量化）磁场的制度，其中较高的朗道水平是相关的，快速增长的TMR补充强舒布尼科夫-德哈斯振荡，与实验观察一致。
2017-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Positive magnetoresistance and chiral anomaly in exfoliated type-II Weyl semimetal $T_\mathrm{d}$-WTe$_{2}$
层状范德华半金属$T_\mathrm{d}$ -WTe $_{2}$具有非饱和极正磁电阻（MR）和可调手征反常等特性，是典型的拓扑Ⅱ型Weyl半金属体系。在这里，$\sim$ 45 nm厚的机械剥离片的$T_\mathrm{d}$ -WTe $_{2}$研究$via$原子力显微镜，拉曼光谱，低- $T$ /高- $μ_{0}H$磁输运测量和光学反射率。本文报道了费米液态的各向异性对大正横$\mathrm{MR}_\perp$起源的贡献以及Ⅱ型外尔费米子的手征反常特征。发现样品在空气中是稳定的，并且没有观察到氧化或电子性质的退化。建立了横向$\mathrm{MR}_\perp$ $\sim$ 1200和在垂直场$T=5\,\mathrm{K}$作用下的平均载流子迁移率$5000$ 1.cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。该系统遵循费米液体模型为$T\leq50\,\mathrm{K}$和费米表面的各向异性的结论是在所观察到的正MR的起源。的电子行为的各向异性也证实了光学反射率测量。晶轴和所施加的电场和磁场的相对取向被证明引起所观察到的手性异常的面内磁输运。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Open-Orbit Fermi Surface Topology in Extremely Large Magnetoresistance Semimetal MoAs$_2$
近年来，随着能带理论和样品生长技术的发展，过渡金属双镍族化合物$TmPn_2$（$Tm$ = Ta，Nb; $Pn$ = P，As，Sb）中的超大磁电阻（XMR）半金属系列得到了扩展，但对它们的电子结构和XMR起源的实验研究仍然缺乏。在这里，使用角分辨光电子能谱结合第一性原理计算和磁输运测量，我们进行了全面的调查钼砷$_2$，这是同构的$TmPn_2$家庭，也具有二次XMR。我们解析出一个清晰的能带结构，与理论预测一致。有趣的是，明确观察到的费米面（FS）由在三维布里渊区中沿[100]和[001]方向延伸的开轨道拓扑结构主导。通过体宇称分析，我们进一步揭示了MoAs $_2$的平凡拓扑性质.基于这些结果，我们研究了其他半金属中提出的XMR机制，并最终将MoAs $_2$中二次XMR的起源归因于具有占主导地位的开轨道拓扑结构的FS上的载流子运动，创新性地理解了半金属中的二次XMR。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous chiral magnetic effect in time reversal symmetry breaking Weyl semimetals
提出了一种利用反常手征磁效应在时间反演对称破缺Weyl半金属中产生无耗散电流的机制。ACME电流是由手征不平衡引起的，在动量空间中沿着外尔节点分离的方向流动。与手征磁效应相反，ACME与手征异常无关，并且不需要外部磁场。在平行的电场和磁场的存在下，ACME引起反对称线性磁阻和平面霍尔电导率，我们估计是可观察的。
2021-09-17 cond-mat.mes-hall
