Absence of a metallic phase in charge-neutral graphene with a random gap
众所周知，如果载流子形成单一种类的无质量二维狄拉克费米子，则静电势的波动允许金属导电（无限系统极限下的非零导电性）。一个非零的均匀质量$\bar{M}$打开了一个激发能隙，将所有的态都局限在电荷中性的狄拉克点。在这里，我们调查数字是否波动$δM \gg \bar{M} \neq 0$在质量可以有一个类似的影响，潜在的波动，允许在狄拉克点的金属导电。我们的否定结论证实了早期的预期，但不支持最近预测的石墨烯随机能隙模型中的金属相。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall
Generalization of the Nested Wilson Loop Formalism in Topological Dirac Semimetals with Higher-order Fermi Arcs
本研究将嵌套威尔逊环形式体系推广到含高阶拓扑的非对称材料，发现广义嵌套贝里相位是三维狄拉克半金属高阶费米弧存在的体拓扑指标，通过第一性原理计算验证了体-棱对应关系，为非对称体系高阶拓扑研究提供通用方法。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac nodal lines and induced spin Hall effect in metallic rutile oxides
我们在金属金红石氧化物IrO $_2$、OsO $_2$和RuO $_2$的能带结构中发现了狄拉克结线（DNL），并揭示了这些结线所贡献的大的自旋霍尔电导，这解释了最近发现的IrO $_2$的强自旋霍尔效应（SHE）.存在两种类型的DNL。第一种类型形成DNL网络，其在整个布里渊区中延伸，并且仅在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下出现，其在边界上诱导表面态。由于SOC诱导的能带反交叉，在这些化合物中可以实现大的本征SHE。第二种类型出现在布里渊区边缘，由于非对称对称性的保护，对SOC是稳定的。除了报道新的DNL材料外，我们的工作揭示了DNL和SHE之间的一般关系，为Dirac结材料在自旋电子学中的应用指明了一条道路。
2017-01-31 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
Three-dimensional band structure of LaSb and CeSb:Absence of band inversion
我们对拓扑绝缘体候选材料LaSb和CeSb进行了角分辨光电子能谱（ARPES）研究。使用软X射线光子，我们已经准确地确定了三维体能带结构，并揭示了在布里渊区角落的带反转-实现拓扑绝缘体相的先决条件-是在LaSb和CeSb都不存在。此外，与用软X射线光子获得的ARPES数据不同，发现用真空紫外（VUV）光子获得的数据遭受显著的$k_z$展宽。这些结果表明，LaSb和CeSb是拓扑平凡的半金属，和不寻常的Dirac-cone类状态观察到的真空紫外光子的拓扑起源。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of a Superradiant Phase Transition in Dirac Landau Polaritons
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；UCLA（加州大学洛杉矶分校）；University of Geneva（日内瓦大学）
通过太赫兹光谱测量，发现石墨烯朗道极化子在超强耦合下未出现超辐射相变，排除了No-Go定理规避的可能性。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Anomalous Linear and Quadratic Nodeless Surface Dirac Cones in Three-Dimensional Dirac Semimetals
本文揭示了三维Dirac半金属中两类反常的无节点表面Dirac锥，发现其具有独特的双相位角自旋纹理依赖性和量子化Berry相位，并在时间反演对称性破缺下展现出体态-表面对应关系，拓宽了对拓扑表面态的理解。
2024-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absence of helical surface states in bulk semimetals with broken inversion symmetry
虽然拓扑能带结构的概念最初是为具有体带隙的绝缘体开发的，但越来越清楚的是，非平凡拓扑结构的主要后果-表面态的自旋动量锁定-也可以在无带隙系统中遇到。集中在汞硫族化合物HgX（X = Te，Se，S）的典型例子，我们表明，螺旋半金属的存在，即拓扑表面状态的半金属，关键取决于晶体反转对称性的存在。一个无限小的破缺反转对称性（BIS）呈现螺旋半金属状态不稳定。BIS在完全带隙的情况下也非常重要，它以各向异性的方式重整表面狄拉克锥。因此，狄拉克锥的旋向性可以被双轴应力场翻转。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall
Time-reversal breaking topological phase without Hall electric current in a two-dimensional Dirac semimetal protected by nonsymmorphic symmetry
本文研究了非对称的二维Dirac半金属中由时间反演破缺场导出的拓扑相。当非对称对称性即使在场的存在下保持，二维电子态变成两个不同的拓扑相位与绝缘间隙。一个阶段是众所周知的量子霍尔态的手征边缘模式伴随着霍尔电流，但另一个是一个非常规的拓扑相位与螺旋边缘模式的时间反演对称性的情况下。
2017-08-19 cond-mat.mes-hall
Collective Excitations of Dirac Electrons in Graphene
已知石墨烯中的二维电子表现为在狄拉克交叉点附近具有狄拉克-外尔型线性色散的无质量费米子。我们研究了该系统在存在或不存在外部磁场的情况下的集体激发。与传统的二维电子系统不同，发现石墨烯中的$ν=\frac1m$分数量子霍尔态在$n=1$朗道能级中最稳定。在零场情况下，但在存在自旋轨道相互作用的情况下，一个无阻尼的等离子体振子模式被发现存在于单粒子连续体的间隙中。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Explanation for the isotropy of the Dirac cone in graphene
结果表明，在没有自发对称性破缺的情况下，蜂窝晶格上相互作用电子系统的狄拉克锥在低能时是各向同性的。这种效应是由于狄拉克准粒子色散关系的$D_3$对称群的$Z_3$子群所引起的。违反的$Z_3$或亚晶格对称性的后果进行了讨论。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase diagram of the Quantum Electrodynamics of 2D and 3D Dirac semimetals
通过对Schwinger-Dyson方程的自洽求解，研究了二维和三维Dirac半金属的量子电动力学，得到了相应的库仑相互作用强度和Dirac费米子数N的相图.在这个框架中，2D狄拉克半金属只有一个强耦合不稳定性，其特征是激子凝聚（和质量的动态生成），我们发现在临界耦合远高于以前的理论估计，从而解释了独立石墨烯样品中不存在这种不稳定性。另一方面，我们表明，3D狄拉克半金属有一个更丰富的相图，与强耦合不稳定性导致动态质量生成高达N = 4和一条线的临界点的N值较大的特点是消失的电子准粒子重量在低能量极限。这样的临界行为信号的过渡到强关联液体，其特征在于非整数标度尺寸，这意味着在电子传播的情况下，一个极点，是非费米液体行为的签名，没有稳定的电子准粒子。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Reflectionless Transport of Surface Dirac Fermions on Topological Insulators with Induced Ferromagnetic Domain Walls
研究了三维拓扑绝缘体上表面狄拉克费米子的性质。我们提出了一个精确的分析处理的频谱，束缚态和畴壁电阻的扩展通用畴壁与面内和面外磁化。在后一种情况下，我们发现振荡的畴壁电阻作为壁的宽度和一定的宽度的反射的所有传入的动量完全没有的函数。令人惊讶的振荡和无反射电位的发生可能与表面狄拉克哈密顿量的超对称性结合畴壁轮廓。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Spin Hall conductivity in topological Dirac semimetals
从理论上研究了Dirac点受旋转对称性保护的拓扑Dirac半金属的自旋霍尔电导率。在具有时间反转、反转和四重旋转对称性的系统的一般相图的基础上，我们揭示了SHC对系统所属的相位是敏感的。相位和SHC的特征在于镜像陈数和无隙体狄拉克点的存在或不存在。还发现代表性的TDSM Cd $_3$ As $_2$支持大的和负的SHC $σ_{xy}^z\sim -10^4 (\hbar/e) (Ω.\textrm{m})^{-1}$。还解释了SHC对相图的依赖性背后的原理。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological superconductors in ${\mathcal P}$-, ${\mathcal T}$-odd quadrupolar Dirac materials
正常态（NS）中某些对称性的存在或不存在也决定了库珀对的对称性。在这里，我们表明，宇称（${\mathcal P}$）和时间反演（${\mathcal T}$）奇狄拉克绝缘体（平凡或拓扑）或金属，维持本地或单位内细胞配对，支持角落（在$d=2$）或铰链（在$d=3$）模式的马约拉纳费米子和立场作为一个高阶拓扑超导体（HOTSC），当NS另外打破离散四重（$C_4$）对称性。虽然这些结果并不依赖于费米面的存在，但在费米面周围（当系统被掺杂时），HOTSC采取混合宇称的形式，${\mathcal T}$ -奇（由于NS中分别缺少${\mathcal P}$和${\mathcal T}$）$p+id$配对，其中$p$（$d$）波分量源于NS中准粒子的狄拉克性质（缺少$C_4$对称性）。因此，当应变时，磁有序的狄拉克材料，如掺杂的磁性拓扑绝缘体（MnBi $_2$ Te $_4$），可以容纳HOTSC，而不存在外部应变应该有利于轴子$p+is$配对。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realisation of Symmetry Enforced Two-Dimensional Dirac Fermions in Nonsymmorphic $α$-Bismuthene
自石墨烯被发现以来，二维类狄拉克电子气吸引了人们极大的研究兴趣。二维Dirac材料的线性能量色散和非平凡Berry相在其优异的电学、光学、力学和化学性质中起着关键作用。已知的二维狄拉克材料是无间隙的，只有在某些近似下，例如，在没有SOC。在这里，我们报告了一个路线，建立强大的狄拉克锥在二维材料与非对称晶格。非对称性的对称性在SOC的存在下，在某些高对称性动量附近产生了类Dirac-like带色散。通过$μ$ -ARPES测量，我们观察到$α$ -铋烯中的类Dirac-like带色散。用$μ$ -LEED和STM证实了非对称晶格对称性。我们的第一性原理模拟和理论拓扑分析证明了非对称对称性和狄拉克态之间的对应关系。这种机制可以直接推广到其他非对称材料。这一结果为在非对称二维材料的广阔未知世界中寻找对称性增强的狄拉克费米子打开了大门。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Beating pattern in quantum magnetotransport coefficients of spin-orbit coupled Dirac fermions in gated silicene
本文对自旋轨道耦合门控硅烯在空间周期调制存在和不存在下的磁输运系数进行了理论研究。自旋-轨道耦合和垂直电场的联合作用通过形成规则的Weiss振荡和SdH振荡的拍频模式而体现出来。除了数值结果外，还提供了打浆斑图形成的分析结果。分析结果给出了一个拍频条件，该条件对于通过简单地计算任意两个连续节点之间的振荡次数来确定自旋轨道耦合常数是有用的。此外，给出了调制效应对碰撞电导率和霍尔电导率影响的数值结果。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall
Helical Current of Propagating Dirac Electrons and Geometric Coupling to Chiral Environments
University of Illinois at Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究发现狄拉克电子在传播过程中具有螺旋电流特性，通过几何耦合实现手性依赖的自旋选择性，无需自旋轨道耦合项。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiclassical transport in two-dimensional Dirac materials with spatially variable tilt
本文用玻尔兹曼理论研究倾斜随空间变化的二维狄拉克材料，发现由时空几何诱导的几何平面霍尔效应，并指出零偏压电流可探测太赫兹辐射。
2024-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Localization of massless Dirac particles via spatial modulations of the Fermi velocity
在狄拉克材料中发现的电子由于克莱因现象和缺乏背散射而难以操纵。在这里，我们研究如何在二维狄拉克材料的费米速度的空间调制可以引起本地化效应，无论是完全（零维）限制或部分（一维）限制可能取决于几何形状的速度调制。我们提出了几个完全可解的模型，说明所产生的束缚态的性质，揭示了如何费米速度的梯度是至关重要的确定的基本属性的束缚态，如零点能量。我们讨论了在费米速度调制形成的少模波导中引导电子波的影响。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relation Between the Spin Hall Conductivity and the Spin Chern Number for Dirac-like Systems
介绍了满足类狄拉克方程的物理系统自旋霍尔效应的半经典表述。我们证明了自旋霍尔电导率的主要贡献是由自旋陈数给出的自旋是否在量子水平上是保守的。我们说明了在不存在和存在Rashba自旋轨道耦合项的情况下，石墨烯的Kane-Mele模型内的配方。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Qualitative analysis of magnetic waveguides for two-dimensional Dirac fermions
我们主要研究二维狄拉克费米子在实际磁场所产生的波导中的禁闭。对它们的能带结构的理解是我们主要关心的问题。我们提供了易于适用的标准，主要是只依赖于磁场的渐近行为，可以保证存在或不存在的能带，并提供有价值的洞察系统的解析解是不可能的。一般的结果是在特定的系统中，波导是由一组电线或磁条的磁场。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Creation of spin-triplet Cooper pairs in the absence of magnetic ordering
在超导自旋电子学中，按需产生自旋三重态库珀对是必不可少的。到目前为止，这样做的建议集中在混合结构中，超导体（SC）与磁有序材料（或外部磁场）相结合。相反，我们确定了一种新的方法来创建和隔离自旋三重态库珀对在没有任何磁有序。这一成就之所以成为可能，是因为我们使具有强自旋-轨道相互作用的系统--强拓扑绝缘体（TI）的狄拉克表面态--脱离平衡。特别是，我们认为一个双极TI-SC-TI结，其中在外部引线的电化学电位在其整体符号不同。结果发现，对于任何激发能，跨结的非局域单重态配对都被完全抑制。因此，该结充当穿过SC的完美自旋三重态过滤器，经由交叉Andreev反射产生等自旋库珀对。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scaling properties of induced density of chiral and non-chiral Dirac fermions in magnetic fields
我们发现，在磁场的存在下，石墨烯的排斥势具有束缚态，该束缚态在势垒内达到峰值，尾部延伸超过\ell（N + 1），其中\ell和N是磁长度和朗道能级（LL）指数。我们研究了这些束缚态如何影响无质量狄拉克费米子填充朗道能级诱导密度的标度性质。对于手征费米子，我们发现，在强耦合制度，排斥势内的密度可以大于在没有潜在的价值，而在弱耦合制度，我们发现负诱导密度。类似的结果也适用于非手征费米子。当从弱耦合区移到强耦合区时，电势和电子之间的有效耦合常数变得更排斥，然后它改变符号并变得吸引。不同的幂律诱导密度的手征和非手征费米子。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
