Spin-orbit interaction driven collective electron-hole excitations in a noncentrosymmetric nodal loop Weyl semimetal
NbP是一类新的节环半金属的成员,其特征在于自旋轨道耦合(SOC)的协同效应和缺乏反转中心。本文用密度泛函理论方法研究了NbP的输运和光谱性质。SOC与缺乏反转对称性一起分裂简并,产生含有4*10个$^{-4}$电子(空穴)载流子/f.u.的“俄罗斯娃娃嵌套”费米表面。由于Nb中的SOC强度适中,费米面绘制出Weyl节环。计算的结构T $^*$ ~100 K的运输性能再现以及观察到的运输行为时,只有SOC包括在内,证明(微妙的)计算和样品的化学计量的精度。在20-60 meV范围内的低能量集体电子空穴激发(等离子体激元)由节环分裂产生。
2016-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure tuning domain-wall chirality in noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetal CeAlGe
拓扑磁性Weyl半金属是一类具有可控手性畴壁的半导体材料,具有广阔的应用前景。为了在应用程序中利用它们,重要的是要有一个适当的方法来调整和操纵这些域墙。一种可能的方式是通过磁致弹性耦合。最近提出的$R$ Al $X$($R$ =稀土,$X$ =Si和Ge)族磁性Weyl半金属中稀土的参与可以提供这样的平台。在这里,我们提出的运输和流体静压下的CeAlGe的热力学性质。我们发现,压力增强CeAlGe的反铁磁交换,但基本上保留其磁性结构。在磁有序态中观察到具有明显环形状的大拓扑霍尔效应,并且在压力下它分裂成两个区域。这种不寻常的电磁响应被推断为手性磁畴壁的结果。压力下的反铁磁序的重新进入和前所未有的伴随其演变强烈建议通过磁弹性耦合在非中心对称磁性Weyl半金属开关这种电磁响应的能力。
2023-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weak Antilocalization Effect and Noncentrosymmetric Superconductivity in a Topologically Nontrivial Semimetal LuPdBi
近年来,大量的半Heusler化合物被提出作为具有可调物理性质的三维拓扑绝缘体(TI),但由于体电导的主要贡献,在这些候选化合物中没有观察到与拓扑表面态相关的输运测量。在这里,我们表明,通过减少体载流子的迁移率,一个二维(2D)弱反局域化(WAL)效应,拓扑表面状态的标志之一,实验揭示了从倾斜磁场依赖的磁导在拓扑非平凡的半金属LuPdBi。除了观察到二维WAL效应外,在Tc~1.7 K时,在同一块体LuPdBi中还发现了超导转变。定量分析的框架内的一个广义BCS理论导致的结论是,非中心对称的LuPdBi的超导性是完全缺口与可能的非常规配对字符。在同一块体合金中超导性和拓扑表面态的输运特征的共存表明LuPdBi代表了作为拓扑超导体的非常有前途的候选者。
2014-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferrimagnetic Regulation of Weyl Fermions in a Noncentrosymmetric Magnetic Weyl Semimetal
本研究利用角分辨光电子能谱观测磁性外尔半金属候选材料NdAlSi的电子结构,证实其为磁性外尔半金属,且首次在凝聚态中实验观测到亚铁磁性对外尔费米子的调控作用。
2023-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Weyl nodes and Kondo interaction in noncentrosymmetric semimetals RGaGe (R=La, Ce and Pr) with long Fermi arcs
本文结合DFT和DMFT计算研究了磁性稀土Weyl半金属RGaGe,发现CeGaGe和PrGaGe中局域的f电子未直接形成拓扑节点,但通过spd能带交叠产生具有长费米弧的Weyl节点,且压缩导致f电子巡游会掩盖这些节点,揭示了关联效应对Weyl节点特性的深远影响。
2025-04-24 cond-mat.str-el
Directional field-dependence of tunable magnetic domains in noncentrosymmetric ferromagnetic Weyl semimetal CeAlSi
磁畴壁的动力学和织构可以通过产生的规范场在很大程度上改变外尔半金属系统中的电子行为。然而,很少有人知道,甚至这些畴壁的基本性质外尔材料。在这项工作中,我们使用扫描SQUID显微镜成像的铁磁(FM)Weyl半金属CeAlSi的自发磁化和磁化率。我们观察到铁磁DW与[100]方向(或其他简并方向)对齐。我们还发现了稳定和亚稳域相的共存,这可能是由于磁弹性和磁致伸缩效应,预计将是高度可调的小应变。当CeAlSi样品冷却到低于8.3K的磁性相变时,我们施加面内外场,表明FM畴的图案与外场的幅度和取向强烈相关,即使是几个高斯的弱场。稳定畴的面积随外加电场的增加而增大,当外加电场与CeAlSi晶体的主晶轴平行时,稳定畴的面积达到最大。我们的研究结果表明,这些异质相的操作可以提供一个实用的方法来研究磁性和电子性质之间的相互作用外尔系统,这些系统甚至可以作为一个新的平台,磁传感器。
2021-05-29 cond-mat.other cond-mat.str-el
Optical signatures of type-II Weyl fermions in the noncentrosymmetric semimetals $R$AlSi ($R$=La, Ce, Pr, Nd, Sm)
本研究通过室温宽频红外光谱考察 $R$AlSi 系列非中心对称半金属,依据光电导的线性频率响应识别费米能级附近的外尔节点,并指出其主要为过度倾斜的II型外尔态。
2024-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous DC Hall response in noncentrosymmetric tilted Weyl semimetals
外尔节点成对出现,手性相反。对于破缺的时间反演对称性(TR),它们在动量空间中被$\bf{Q}$取代,并且在电荷中性处,异常DC霍尔电导率$σ_{xy}$与$\bf{Q}$成比例。对于有限掺杂,存在对$σ_{xy}$的附加修正,其取决于化学势以及狄拉克锥的倾斜($C$)和它们的相对取向。如果反转对称性(I)也被破坏,则外尔节点的能量移动量为$Q_{0}$。这引入了$σ_{xy}$的进一步变化,我们为I型($C<1$)和II型($C>1$,过度倾斜)Weyl的这些修改提供了简单的分析公式。对于类型I,当Weyl节点具有相等的幅度但方向相反的倾斜时,对$σ_{xy}$的校正与化学势$μ$成比例,并且完全独立于能量位移$Q_{0}$。相反,当倾斜平行时,校正在$Q_{0}$中是线性的,并且$μ$丢失。对于第二类修正,包括$μ$和$Q_{0}$,是非线性的,也包括动量截断。我们讨论了有限$Q_{0}$的能斯特系数和热霍尔效应的隐含变化。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Structural characterization of the candidate Weyl semimetal CeGaGe
通过单晶中子衍射高角度反射,确认候选外尔半金属CeGaGe为非中心对称空间群I4_1md而非I4_1/amd,并发现部分晶体存在向P4_3和/或P4_1的结构相变。
2025-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Josephson effect in type-I Weyl Semimetals
凝聚态物质中涌现的外尔费米子通常会破坏洛伦兹不变性,导致倾斜(I型)或过度倾斜(II型)的能量色散。倾斜的能谱会导致结中的奇异量子干涉效应。在这里,我们从理论上研究了在Weyl超导体Weyl(半)金属Weyl超导体结的时间反转(TR)断裂I型Weyl半金属的约瑟夫森电流。我们证明了类BCS配对的库珀对在反转对称倾斜的情况下获得有限的动量。结果表明,该系统存在倾斜诱导的反常电流相位关系,表现为超导$0$ - $π$跃迁和约瑟夫森$ϕ$结.相反,这些影响仍然不存在的情况下,反转打破倾斜和FFLO类配对的外尔超导体。我们进一步绘制出两种不同类型的配对之间的定性差异,通过研究临界电流对结长度的依赖性。我们的研究为探索TR破缺Weyl半金属中的非常规超导配对开辟了一条新的途径。同样有趣的是,在没有任何磁操纵的情况下,外尔节点的倾斜自然会导致该模型中的异常电流相位关系!
2020-03-03 cond-mat.str-el
Spatial anisotropy of Kondo screening cloud in a type-II Weyl semimetal
本文用变分波函数方法研究了自旋为1/2的磁性杂质在第二类Weyl半金属(WSM)中的近藤屏蔽效应。我们考虑了一类Ⅱ型WSM模型,其中两个Weyl节点位于$k_z$轴上,Weyl锥的倾斜方向是沿$k_x$方向.由于电子和空穴的共存,费米能级处的态密度变得有限,导致近藤效应显著增强。因此,磁性杂质和传导电子总是形成束缚态,这种行为不同于I型WSM中的行为,在I型WSM中,束缚态仅在杂化超过临界值时形成。同时,自旋-轨道耦合和费米面的独特几何结构导致了坐标空间中强各向异性的近藤屏蔽云。倾斜项打破了II型WSM关于$k_z$轴的旋转对称性,但系统在组合变换$\mathcal{T}R^{y}(π)$下保持不变,其中$\mathcal{T}$是时间反演操作,$R^{y}(π)$是围绕$y$轴旋转$π$。自旋-自旋关联函数在三个主平面上的大幅度修正的对角和非对角分量反映了这种带对称性的变化。最显著的是,倾斜项触发自旋-自旋关联函数在$x$ - $z$主平面上的非零非对角分量的出现。
2019-04-10 cond-mat.str-el
Extreme topological tunability of Weyl-Kondo semimetal to Zeeman coupling
有相当大的兴趣在相关性和拓扑学的交叉,特别是在金属系统。其中突出的问题是如何强关联驱动新的拓扑状态,以及这些状态是否可以容易地控制。本文在非对称非中心对称的近藤晶格模型中研究了塞曼耦合对Weyl-Kondo半金属的影响。一系列不同的和拓扑非平凡的半金属政权被发现,每个包含近藤驱动和费米能量约束外尔节点。节点在小于抑制近藤效应所需的磁场处湮灭。因此,我们证明了一个极端的拓扑可调性,是孤立的强相关性本身的调整。我们的研究结果是重要的强相关系统的实验,并制定了强相关拓扑结构的全局相图的阶段。
2021-05-04 cond-mat.str-el
Tomonaga-Luttinger liquid and localization in Weyl semimetals
我们研究了非中心对称和时间反演的Weyl半金属系统在强磁场下的库仑相互作用。三维体系统被简化为许多相互作用的准一维线。每一个强相关的线可以在Tomonaga-Luttinger液体形式主义中接近。包括杂质散射,我们检查了局部化效应和电阻率的温度依赖性。讨论了实际材料中大量外尔点的影响。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Helicons in tilted-Weyl semimetals
Lalit Narayan Mithila University(拉利特·纳扬·米特拉大学);M. R. M. College, Lalit Narayan Mithila University(拉利特·纳扬·米特拉大学 M.R.M. 学院)
利用半经典玻尔兹曼方法并考虑轨道磁矩,研究了无带隙倾斜三维Weyl半金属中的螺旋子模式,计算了电导率张量并揭示了螺旋子模式的存在,且长波极限下所有有隙集体模式的简并不受Weyl节点倾斜的影响。
2026-07-02 cond-mat.str-el
Tilted Dirac Cone Effect on Interlayer Magnetoresistance in α-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
本文报道了压力下狄拉克半金属α-(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$中狄拉克锥倾斜对层间磁电阻的影响。拟合的实验数据的理论公式表明,该系统是接近II型狄拉克半金属。
2018-03-08 cond-mat.str-el
Weyl-Kondo Semimetal in Heavy Fermion Systems
绝缘态可以是拓扑非平凡的,量子霍尔效应和拓扑绝缘体就是一个很好的例子。相比之下,拓扑金属直到最近才被实验证明。在具有强相关性的系统中,它们尚未被识别。重费米子半金属是强关联系统的原型,鉴于它们强的自旋-轨道耦合,呈现出取得进展的自然环境。在这里,我们提出了一个Weyl-Kondo半金属相在一个非中心对称晶格的周期性安德森模型。外尔节点附近的准粒子是从近藤效应发展出来的,费米弧的表面态也是如此。我们确定了这个阶段的关键签名,这是实现在重费米子半金属Ce $_3$ Bi $_4$ Pd $_3$。我们的研究结果提供了迫切需要的理论基础的实验搜索拓扑金属具有强相关性,并开辟了一个新的途径,系统研究这种量子相位,自然纠缠多个自由度。
2018-01-08 cond-mat.str-el
Chiral anomaly induced magnetoconductances in an irradiated Type-I Weyl Semimetal
利用准经典玻尔兹曼输运方程(BTE)研究了小场作用下外尔半金属(WSM)的磁电导率。按照这样的形式主义在这里,我们考虑照射通过圆偏振光的两个节点的时间反转打破WSM已经在直流/静态电场和研究的磁输运性质由于手性异常的存在。手征异常影响纵向磁导率以及平面霍尔电导率。{As我们的场设置引起场之间的相对取向的连续时间变化,人们自然期望对于不同的场强和倾斜感兴趣的磁输运行为。我们在这里研究的I型倾斜显示了正和负的磁导率,这取决于场强和时间。此外,我们发现,一个直接的时间调谐的辐照场强可以{导致波动}磁输运行为,可以很容易地即兴和检查在实验室中。
2022-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
How to identify and characterize strongly correlated topological semimetals
本文以时间反演对称外尔半金属为例,基于首个强关联外尔-Kondo半金属Ce₃Bi₄Pd₃构建原型相图,并提出霍尔响应标度关系,揭示强关联与低载流子浓度可最大化拓扑霍尔响应,为寻找关联拓扑半金属提供指导。
2023-08-22 cond-mat.str-el
Weak antilocalization in a noncentrosymmetric CaAgBi single crystal
本文报道了一种拓扑半金属CaAgBi的单晶生长和输运性质,该晶体具有六方$ABC-$型结构,空间群为非中心对称的$\mathit{P6_3mc}$(No.186)。在14 T的磁场和10 K下,电流在六方晶体结构的基面上的横向磁阻测量表明,I// [10-10]方向约为30%,I // [1-210]方向约为50%.磁电阻在低磁场区表现出尖点效应,表明在低于100 K的温度下存在弱的反定域效应。霍尔测量结果表明,主要的电荷载流子是$p$型表现出的线性行为的字段高达14 T,可以解释的基础上的单带模型。基于修正的Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)模型,对CaAgBi的磁导进行了分析。我们的密度泛函理论框架内的第一性原理计算表明,CaAgBi支持拓扑狄拉克半金属态的狄拉克点位于旋转轴上略高于费米能级,并受到$C_{6v}$点群对称性的保护。费米表面由电子袋和空穴袋组成。然而,空穴袋的尺寸比电子袋大得多,表明与我们的实验结果一致的占主导地位的$p$型载流子。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A simplified method characterizing magnetic ordering modulated photo-thermoelectric response in noncentrosymmetric semimetal Ca3Ru2O7
本研究提出一种简化光热电响应测量方法,通过温度和磁场调控Ca3Ru2O7的亚磁相变,揭示自旋熵对热电的贡献,并重绘H-T相图,为关联自旋材料提供高效表征手段。
2023-05-16 cond-mat.str-el physics.app-ph physics.optics
Modulation of chiral anomaly and bilinear magnetoconductivity in Weyl semimetals by impurity-resonance states
本文基于非平衡推迟格林函数建立非线性输运理论框架,揭示无序 Weyl 半金属中双线性磁电导的多种诱导机制,并发现杂质共振态可导致手征化学势与磁电导的共振凹陷,为调控拓扑半金属非互易输运提供理论依据。
2024-02-27 cond-mat.str-el
The phase diagram of a two-dimensional dirty tilted Dirac semimetal
研究了二维非相互作用倾斜狄拉克半金属中淬火无序的影响。根据倾斜参数的大小,系统可以有费米点(I型)或费米线(II型)。一般来说,二维狄拉克费米子有三种不同类型的无序,即随机标量势、沿倾斜方向和垂直于倾斜方向的随机矢量势和随机质量。我们用重整化群来研究弱无序的影响,重整化群是通过积分出具有大能量的模而不是大动量的模来进行的。由于低能自由度的参数化依赖于费米面的结构,所得到的单圈重整化群方程依赖于倾斜狄拉克费米子的类型。当无序是一个边缘微扰时,我们用复制场论的平均场近似或一阶玻恩近似来研究它在低能物理中的作用。基于我们的分析,我们提出了二维倾斜狄拉克费米子在不同类型无序存在下的相图。
2019-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Single crystal investigation of proposed type-II Weyl semimetal CeAlGe
我们提出的材料合成,晶体结构,和各向异性的磁性能的CeAlGe,一个建议的II型Weyl半金属单晶的细节。单晶X射线衍射证实CeAlGe形式在非中心对称的I4 $_1$ md空间群中,符合非平凡拓扑的预测。磁化强度,比热和电输运测量被用来确认反铁磁秩序低于5 K,估计磁振子激发间隙$Δ$ = 9.11 K的热容和1.44 $\times$ 10 $^{20}$ cm $^{-3}$的类空穴载流子密度从霍尔效应测量。易磁化轴沿[100]晶体学方向,表明磁矩在7 K以下位于四元$\it{ab}$平面内。在$M(H)$($\bf{H}\|\bf{a}$)数据中,在1.8 K时,在30 kOe以下,观察到小于1 $μ_B$ /Ce的自旋翻转跃迁。当分别沿$\it{a}$ -和$\it{c}$ -轴施加时,3 kOe和30 kOe的小磁场足以抑制磁序,从而导致$\bf{H}\|\bf{a}$的复杂$\it{T-H}$相图和$\bf{H}\|\bf{c}$的简单相图。
2018-08-13 cond-mat.str-el
Effects of the Dirac cone tilt in two-dimensional Dirac semimetal
具有倾斜Dirac锥的二维Dirac半金属材料近年来引起了人们越来越多的兴趣。狄拉克锥的量子化可以在许多材料中实现,包括变形的石墨烯、拓扑晶体绝缘体的表面态以及某些有机化合物。通过对库仑相互作用和淬火无序的重整化群分析,研究了狄拉克锥倾斜对低能性质的影响。沿倾斜方向的随机标量势或随机矢量势不能单独存在,因为它总是动态地产生一种新的无序,这种无序在低能量下占主导地位,并将系统变成可压缩的扩散金属。因此,费米子获得有限的无序散射率。此外,孤立的带接触点被布里渊区的体费米弧所取代。当库仑相互作用被纳入时,这些结果没有定性的改变。相比之下,沿着非倾斜方向的随机质量和随机矢势可以单独存在,而不会产生其他类型的无序。它们都抑制在低能量的倾斜,不产生体费米弧。当考虑库仑相互作用时,系统进入稳定的量子临界态,此时费米子场获得有限的反常维数,但动力学指数为$z=1$ .这些结果表明,狄拉克锥倾斜确实导致一些定性不同的低能性质相比,非倾斜系统。
2018-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kondo Insulator to Semimetal Transformation Tuned by Spin-Orbit Coupling
近藤绝缘体中拓扑非平凡电子态的最新理论研究指出了自旋轨道耦合(SOC)对稳定这些态的重要性。然而,系统的实验研究,调整SOC参数$λ_{\rm{SOC}}$在近藤绝缘体仍然难以捉摸。主要原因是(化学)压力或掺杂的变化强烈影响近藤耦合$J_{\text{K}}$和化学势$μ$ -这两个决定材料基态的基本参数-因此可能的$λ_{\rm{SOC}}$调谐效应仍然未被注意到。在这里,我们提出了成功的替代系列Ce $_3$ Bi $_4$(Pt $_{1-x}$ Pd $_x$)$_3$($0 \le x \le 1$)的原型(非中心对称)近藤绝缘体Ce $_3$ Bi $_4$ Pt $_3$的生长。Pt-Pd取代是等结构、等电子和等大小的,因此可能使$J_{\text{K}}$和$μ$基本上保持不变。相比之下,$5d$元素Pt和$4d$元素Pd之间的大质量差导致$λ_{\rm{SOC}}$的大差异,因此$λ_{\rm{SOC}}$是系列中的主要调谐参数。令人惊讶的是,随着增加$x$(减少$λ_{\rm{SOC}}$),我们观察到近藤绝缘体半金属过渡,表现出前所未有的激烈的影响SOC。完全取代的终端化合物Ce $_3$ Bi $_4$ Pd $_3$显示最近预测的Weyl近藤半金属的热力学特征。
2017-06-16 cond-mat.str-el
Magneto-optical conductivity in the type-I and type-II phases of Weyl/multi-Weyl semimetals
磁光电导率是一个被广泛研究的输运系数,有助于理解和表征材料在磁场下的行为。使用Kubo公式,我们计算的电导率张量$σ_{μν}$横向均匀磁场$\mathbf B$的组件,为一个单一的节点的多Weyl半金属(与负电荷$J$等于2或3)。我们还包括外尔半金属(含$J=1$)的结果,并确定了早期研究中未报告的电导率曲线中的峰。在我们的分析中,我们探讨了外尔/多外尔锥的倾斜如何影响$σ_{μν}$,集中在I型和II型阶段。所有这些系统都具有沿倾斜轴的线性动量色散,其被选择为与$\mathbf B$对准。在第二类阶段,开放的费米口袋出现作为文物的低能量有效连续模型,忽略了高阶动量项的实际能带结构。因此,我们用一个立方项来补充线性幂项,它关闭了费米口袋,从而消除了对动量积分的特设截止的任何需要。我们的研究结果表明,$σ_{μν}$的吸收部分显示多个峰的频率的函数,其位置是由一个能量标度$\sim |\mathbf B|^{J/2} $。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant spontaneous Hall effect in a nonmagnetic Weyl-Kondo semimetal
凝聚态系统中的非平凡拓扑丰富了物质的量子态,超越了传统能带理论中的金属和绝缘体的分类,也超越了Landau的序参量框架中的对称破缺相的分类。到目前为止,焦点一直集中在弱相互作用系统上,对强电子关联的极限知之甚少。重费米子系统是探索这一机制的一个高度通用的平台。在这里,我们报告的发现,一个巨大的自发霍尔效应在近藤半金属Ce 3Bi 4Pd 3是非中心对称的,但保留时间反演对称性。我们将这一发现归因于外尔节点-贝里曲率的奇点-由于近藤相互作用而出现在费米能级附近。我们强调,这种现象是不同于先前检测到的异常霍尔效应的材料与时间反转对称性破缺,相反,它体现了一个极端的拓扑响应,需要超越微扰理论描述先前提出的非线性霍尔效应。即使在微小的电场和零磁场中,这种效应的幅度也很大,以及它的鲁棒体性质可能有助于拓扑量子器件的开发。
2021-02-01 cond-mat.str-el
An Anomalous Circular Photogalvanic Effect in the Weyl Semimetal TaAs
外尔半金属(WSM)由于其体态和表面态携带的自旋电流具有自旋动量锁定效应,有望成为理想的自旋电子材料。由于非中心对称WSM的反转对称性破缺和线性能量色散,预测了非中心对称WSM的光电流产生。在我们最近的测量中,圆形光电流效应(CPGE)已被证明在WSM的TaAs。CPGE电压与入射光的螺旋度成正比,当辐射螺旋度由左旋变为右旋时,CPGE电压的方向发生反转,因此随着偏振态的改变,CPGE电压出现周期性振荡。本文将CPGE归因于Weyl锥的非对称光激发,根据光学自旋选择规则,这可能导致光激发载流子在动量空间中的非对称分布。
2017-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hybrid Dispersion Dirac semimetal and Hybrid Weyl phases in Luttinger Semimetals: A dynamical approach
我们发现,混合狄拉克和外尔半金属可以实现在一个三维的Luttinger半金属与二次带接触(QBT)。我们说明这一点使用周期性踢计划。特别是,我们专注于一个动量依赖驱动(非均匀驱动),并证明了各种混合狄拉克和外尔半金属的实现。我们确定了一个独特的混合色散狄拉克半金属与两个节点,其中一个节点是线性的,而另一个是二次色散。接下来,我们表明,通过倾斜QBT通过周期性驱动和在外部磁场的存在下,可以实现各种单/双杂化外尔半金属取决于外场的强度。最后,我们注意到,原则上,在这项工作中发现的阶段也可以通过采用适当的电子相互作用来实现。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superconductor Vortex Spectrum Including Fermi Arc States in Time-Reversal Symmetric Weyl Semimetals
本文用半经典方法推导了时间反演对称外尔半金属的超导涡旋谱,揭示其源于费米弧与体手性模式的贝里相位,并发现倾斜涡旋可调控谱性质、产生非局域马约拉纳模式及魔角现象。
2023-04-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Imaginary part of Hall conductivity in tilted doped Weyl semimetal with both broken time reversal and inversion symmetry
我们考虑一个Weyl半金属(WSM)有限的掺杂和倾斜内的连续模型的时间反演和反演对称性都破缺的哈密顿量。我们计算的吸收部分的异常交流霍尔电导率作为光子能量($Ω$)的函数的I型和II型外尔半金属。对于一个给定的外尔节点,改变其手征或倾斜的符号改变其对吸收霍尔电导率的贡献的符号,而幅度没有变化。对于一个非中心对称系统,我们发现,有范围的光子能量,只有积极的或只有消极的手征性节点有助于虚(吸收)霍尔电导率的一部分。还存在其他光子能量,其中两种手性都有贡献,并且可以存在其他$Ω$范围,其中在I型中没有与AC霍尔电导率相关联的吸收,并且在其他区域中,对于II型,它反而是恒定的。我们对圆偏振光吸收的影响进行了评论。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for a field-induced Lifshitz transition in the Weyl semimetal CeAlSi
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Hochfeld-Magnetlabor Dresden (HLD-EMFL)(德累堡强磁场实验室);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ct.qmat);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(亥姆霍兹德累斯顿罗斯多夫中心)
该研究通过高达68 T磁场下的Shubnikov-de Haas振荡测量,在Weyl半金属CeAlSi中发现14 T附近的场诱导Lifshitz转变,并支持铁磁序使Weyl节点靠近费米能级及RKKY相互作用的重要作用。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-pressure control of optical nonlinearity in the polar Weyl semimetal TaAs
近年来,Weyl半金属中的过渡金属铌酸盐家族表现出了非常强的二阶光学非线性,这在理论上归因于它们的极性结构引起的高度非对称的偏振分布。我们实验测试这一假设,通过测量光学二次谐波产生(SHG)跨压力调谐的极性到非极性结构相变的钽砷。尽管高压结构保持非中心对称,但与环境压力值相比,20 GPa下的SHG产额减少了60%以上。通过研究不同组的SHG磁化率张量元素的压力依赖性,我们发现,产量主要是由一个单一的元素,管理沿极轴的响应控制。我们的研究结果证实了极轴和巨型光学非线性外尔半金属之间的连接,并表明压力作为一种手段来调整这种效果$in$ $situ$。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Single crystal growths and magnetic properties of hexagonal polar semimetals RAuGe (R = Y, Gd-Tm, and Lu)
我们研究了稀土基半金属RAuGe(R = Y,Gd-Tm和Lu)的结构和磁性使用助熔剂生长的单晶。这些化合物属于非中心对称极性空间群P63 mc。我们确认在室温下的系统结构演化作为稀土离子半径的函数,以澄清两种极性结构之间的等值线交叉:三维LiGaGe型和准二维NdPtSb型。磁性显示出与晶体电场(CEF)理论合理一致的特征各向异性; R = Tb和Dy的易平面型各向异性变成R = Er和Tm的伊辛型各向异性。我们评估的CEF参数的基础上的史蒂文斯运营商合理地再现RAuGe(R = Tb-Tm)的磁化率和比热的温度依赖性。伊辛间隙(~ 11毫电子伏)在TmAuGe的估计的能量尺度是一致的非弹性中子散射实验中观察到的激发。这些发现表明,在磁性极性半金属RAuGe家族中,传导电子与非平凡的自旋结构之间存在相互作用的机会。
2023-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Flat Bands in Type-II Weyl Semimetal TaRhTe$_{4}$
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy(艾姆斯国家实验室,美国能源部);Department of Physics and Astronomy, Iowa State University(爱荷华州立大学物理与天文系)
通过角分辨光电子能谱在非中心对称II型Weyl半金属TaRhTe$_{4}$中观测到费米能级附近的平带,为研究拓扑与平带共存提供了平台。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin motive force by the momentum-space Berry phase in magnetic Weyl semimetals
本文揭示磁性Weyl半金属中磁进动通过动量空间Berry相产生无磁化梯度的自旋动电力,展示拓扑电子态与磁动力学的非平凡耦合。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current-induced second harmonic generation in inversion-symmetric Dirac and Weyl semimetals
二次谐波是一种基本的非线性光学现象,广泛应用于材料实验探测和光学器件中。偶阶非线性光学响应包括二次谐波通常需要反转对称性的破缺,因此已被用来研究非中心对称材料。在这里,我们从理论上研究了在直流电流下,通过创建一个非平衡稳态打破反转对称的反转对称狄拉克和Weyl半金属的二次谐波。基于解析和数值计算,我们发现Dirac和Weyl半金属在有限电流作用下表现出很强的二次谐波。我们对狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$和磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的实验估计表明,在中红外或远红外光下,对于实际应用的电流密度,诱导磁化率$χ^{(2)}$可以达到$10^5~\mathrm{pm}\cdot\mathrm{V}^{-1}$。该值比典型的非线性光学材料大10 $^2$ -10 $^4$倍。我们还讨论了观察电流诱导二次谐波的实验方法,并结合最近的实验对其他拓扑半金属中的电流诱导二次谐波进行了评论。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electronic structure, magnetic and transport properties of antiferromagnetic Weyl semimetal GdAlSi
本研究报道了非中心对称反铁磁Weyl半金属GdAlSi的电子结构、磁性及输运性质,发现其具有大反常霍尔电导率,源于费米能附近多对Weyl点的贝里曲率。
2023-12-22 cond-mat.str-el
On Anderson Localization and Chiral Anomaly in Disordered Time-Reversal Invariant Weyl Semimetals: Nonperturbative and Berry Phase Effects
Weyl半金属是一个三维电子系统,在带非平凡Berry电荷的无带隙点附近具有相对论性线性能量色散,它具有许多独特的响应和输运性质,其中一个关键问题是这些性质是否对无序具有鲁棒性以及是否发生安德森局域化。非微扰拓扑效应(涡环)激发和Berry相位在无序时间-研究了反转不变的3d Weyl半金属,证明了在将无序平均扩散子描述为任意净拓扑项及其离域化的非线性西格玛模型中,手征对称性得以恢复结果在足够短的长度尺度上不起作用。安德森局域化发生在足够强的无序,我们预测,手征性和相关现象消失在这样的转变。我们揭示了一种源于Berry相位的机制,这种机制阻碍了这种局域化效应,我们发现由于涡旋环的Berry相位阻碍了安德森局域化,涡旋环之间和散射路径之间发生了相消干涉,我们强调了Berry相位的适用性。我们的理论的候选外尔材料,我们指出,我们的理论与最近的实验发现的不存在手性异常的非中心对称外尔半金属的一致性。
2018-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
NMR study of the local magnetic order in the kagome Weyl semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
本研究利用$^{59}$Co NMR和进化算法谱拟合考察Co$_3$Sn$_2$S$_2$的局域磁序,揭示90 K上下Co位点等价性变化,排除面内反铁磁共存并支持类铁磁矩增强。
2024-12-16 cond-mat.str-el
$^{27}$Al NMR study of the magnetic Weyl semimetal CeAlGe
本研究利用$^{27}$Al NMR探究了磁性Weyl半金属CeAlGe的自旋磁化率,发现Weyl费米子响应被Ce-$4f$电子淹没,并观察到Kondo耦合及拓扑稳定磁涨落的特征,揭示了电子关联、磁性与拓扑的相互作用。
2024-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective excitations and screening in two-dimensional tilted nodal-line semimetals
本文解析研究了二维倾斜节线半金属的密度响应,发现倾斜增强等离激元频率、低掺杂下Drude权重与载流子密度无关,并揭示静态极化率的双重奇点导致Friedel振荡出现拍频。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermi arc criterion for surface Majorana modes in superconducting time-reversal symmetric Weyl semimetals
通过利用超导性和金属和绝缘体能带拓扑之间的相互作用,已经发现了许多通往马约拉纳费米子的巧妙途径。然而,在半金属中的实现仍然较少探索。我们问,“在什么条件下,时间反演对称的Weyl半金属中的超导体涡旋-只有时间反演对称的三维半金属-将Majorana费米子困在表面上?”如果每个恒定的$k_{z}$平面,其中$z$是涡旋轴,包含相同数量的每种手性的Weyl节点,我们预测一个一般的缺口涡旋,并根据费米弧结构推导出拓扑不变量$ν=\pm1$,该结构表示表面Majorana费米子的存在或不存在。相反,如果某些常数- $k_{z}$平面包含Weyl节点的净手征,则涡旋是无间隙的。我们解析计算$ν$内的微扰计划,并提供数值支持与晶格模型。该标准生存的存在下,其他散装和表面带和产量之间的平凡,无间隙和拓扑涡流倾斜后的涡流相变。我们提出Li(Fe $_{0.91}$ Co $_{0.09}$)As和Fe $_{1+y}$ Se $_{0.45}$ Te $_{0.55}$作为实现我们的提议的候选物。
2022-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical Response from Charge-Density Waves in Weyl Semimetals
外尔半金属中电荷密度波(CDW)畸变的研究最近又回到了前沿,受到对(TaSe 4)2 I等材料的实验兴趣的启发。然而,在Weyl-CDW系统中集体声子激发和电荷输运之间的相互作用还没有得到系统的研究。在本文中,我们研究了纵向电磁响应由于集体模式在Weyl半金属间隙的准一维电荷密度波秩序,使用连续和晶格正则化模型。我们系统地计算集体模式的贡献,我们的模型的线性和非线性光学电导率,无论有和没有倾斜的外尔锥。我们发现,与单带CDW不同,无带隙CDW集体模对电导率没有贡献,除非外尔锥倾斜。更进一步,我们表明,最低的非平凡集体模式的贡献与非倾斜的外尔锥的电荷输运来在三阶电导率,介导的间隙振幅模式。我们发现,这导致了一个尖锐的峰值三次谐波响应的频率低于单粒子能隙。我们讨论了我们的研究结果的影响外尔-CDW系统中的传输实验。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vortex end Majorana zero modes in superconducting Dirac and Weyl semimetals
三维空间中的时间反演不变量狄拉克和外尔半金属可以在其表面形成开放的费米弧和自旋-动量锁定费米环。我们发现,当它们以$s$波对超导化且掺杂低于临界水平时,终止于费米弧或自旋-动量锁定费米环表面的直$π$磁通涡旋线可以实现一维拓扑超导,并在其末端具有Majorana零模。值得注意的是,我们发现,涡旋产生相关的塞曼场可以打开(当表面只有费米弧)或增强的拓扑间隙保护马约拉纳零模式,这是相反的情况下,在超导拓扑绝缘体。通过研究体Dirac锥和Weyl锥的倾斜效应,我们进一步发现,I型Dirac锥和Weyl锥一般具有比II型Dirac锥和Weyl锥宽得多的拓扑区域。我们的研究结果建立了TRI狄拉克和外尔半金属和马约拉纳零模式的旋涡之间的连接。
2020-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Evolution of Pair Correlation Symmetries and Supercurrent Reversal in Tilted Weyl Semimetals
研究了具有倾斜色散关系的弹道外尔半金属系统中超导对关联的有效对称性分布和电荷超电流的流动。利用微观方法在弹道制度,从两个相反的赝自旋和等赝自旋声子介导的相反自旋电子-电子耦合,我们计算的反常格林函数研究各种超导对关联,Weyl半金属系统可能发展。动量空间分布表明,通过适当地控制Weyl半金属系统的参数,包括倾斜参数,偶宇称s波(奇宇称p波)超导关联的有效对称类可以转换为由等赝自旋和反赝自旋通道组成的d波(f波)对称类.我们还发现,在弹道外尔约瑟夫森结中的超导电流可以消失或切换方向,这取决于倾斜的外尔锥,除了相关参数的外尔半金属和结的特点。我们发现,反演对称性破缺项引入的过渡,导致在零差异的宏观相位的超导段之间的自偏置电流的外观,创建一个phi 0约瑟夫森状态。外尔半金属系统示出提供几个实验可调参数,以控制感应到电流的相位关系的高次谐波。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable positions of Weyl nodes via magnetism and pressure in the ferromagnetic Weyl semimetal CeAlSi
非中心对称铁磁Weyl半金属CeAlSi同时具有空间反转和时间反转对称性破缺,为探索新的拓扑态提供了一个独特的平台.在这里,通过采用电和热电传输,角分辨光电子能谱(ARPES),高压技术,和带计算,我们证明,磁性和压力可以作为有效的参数来调整CeAlSi的Weyl节点的位置。在常压下,顺磁状态下出现反常霍尔效应(AHE)和反常能斯特效应(ANE),当温度接近铁磁有序温度时,AHE和ANE效应增强,说明磁性对AHE/ANE有促进作用. AHE/ANE的这种增强可以归因于通过磁性调节Weyl节点的位置。ARPES测量结果表明,CeAlSi的铁磁性是调节其体相和表面能带结构的关键.这种磁性可调的电子结构迄今为止还没有在其他磁性$R$ Al $Pn$($R$ =稀土元素,$Pn$ = Si,Ge)兄弟中报道,这表明在CeAlSi中控制Weyl节点位置的巨大潜力。压力作用下,AHE增强,信号改变。基于能带计算,AHE的演化可能源于外尔节点通过压力的调谐。此外,多个压力诱导的相变被揭露。这些研究结果表明,CeAlSi提供了一个独特的和可调的平台,探索奇异的拓扑物理和电子相关性,以及迎合一系列潜在的应用,如自旋电子学和热电。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the renormalization of Coulomb interactions in two-dimensional tilted Dirac fermions
利用微扰重整化群方法研究了二维倾斜狄拉克半金属中长程库仑相互作用的影响。根据倾斜参数的大小,未掺杂的系统可以有费米点(I型)或费米线(II型)。以往的研究通常通过积分掉动量较大的模来进行重整化群变换。当费米面是开放的,就像II型狄拉克费米子一样,这是有问题的。在这项工作中,我们研究库仑相互作用的影响,遵循Shankar \cite{Shankar}的精神,通过在费米面周围的能量标度中引入截止,并整合出高能模式。对于I型狄拉克费米子,我们的结果与以前的工作是一致的。另一方面,我们发现,对于II型狄拉克费米子,倾斜参数的大小单调增加降低能量。这意味着第二类狄拉克费米子在库仑相互作用的存在下的稳定性,与以前的结果相反。此外,对于II型狄拉克费米子,即使它们具有相同的裸值,不同方向上的速度也获得不同的重整化。考虑到由于库仑相互作用的倾斜参数和速度的重整化,我们表明,虽然带电杂质的存在下,只导致周围的杂质的电荷重新分配的I型狄拉克费米子,II型狄拉克费米子,杂质电荷是完全屏蔽,虽然具有很长的屏蔽长度。后者表明物理观测量的温度依赖性本质上是由我们导出的RG方程决定的。我们通过计算相互作用的倾斜狄拉克费米子的压缩性和比热的温度依赖性来说明这一点。
2017-10-25 cond-mat.str-el
Topological Optical Pseudospin Injection Beyond Weyl Semimetals
本研究探究了多外尔半金属和高阶外尔半金属中的光学赝自旋注入效应,揭示了其与拓扑电荷的线性关系、频率无关性及受节点倾斜、截止频率、外尔相阶数影响的规律,为区分不同外尔拓扑提供了实验途径。
2025-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-energy critical behavior in two-dimensional tilted semi-Dirac semimetals driven by fermion-fermion interactions
本文利用重整化群方法研究二维倾斜半狄拉克半金属在费米子-费米子相互作用下的低能临界行为,提出两种策略并揭示耦合参数流向高斯固定点或相对固定点的条件与规律。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Understanding the three-dimensional quantum Hall effect in generic multi-Weyl semimetals
三维Weyl半金属(WSM)中的量子霍尔效应由于费米环的出现而受到广泛关注,费米环中的二维霍尔电导率,即片状霍尔电导率,表现出量子化的平台。考虑多Weyl半金属(mWSM)的倾斜晶格模型,系统地研究了平行和垂直(相对于Weyl节点间距)磁场作用下的Landau能级和磁霍尔电导率,$\mathbf{ B}\parallel z$和$\mathbf{B}\parallel x$,以探索分散中倾斜和非线性的影响。我们利用两个(单)节点低能模型定性地解释了$\mathbf{ B}\parallel z$($\mathbf{ B}\parallel x$)晶格上中间带隙手性(手性的线性交叉)LL的出现。值得注意的是,我们发现,即使当两个外尔节点投影到两个相对表面上的一个费米点上,形成一个费米环,$k_z$作为好的量子数,$\mathbf{ B}\parallel z$的片霍尔电导率变得量子化。另一方面,费米环,连接两个不同的费米点在两个相对的表面,与$k_x$是良好的量子数,导致量子化的$\mathbf{ B}\parallel x$的片霍尔电导率。在$\mathbf{ B}\parallel x$($\mathbf{ B}\parallel z$)的II型相位中,量化几乎丢失(完全保留)。有趣的是,在上述两种情况下,相邻量子平台之间的跳跃轮廓随着拓扑电荷而变化。动量积分的三维霍尔电导率是不…
2022-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic field-induced type-II Weylsemimetallic state in geometrically frustrated Shastry-Sutherland lattice GdB4
外尔半金属是一种在k空间中具有外尔节点对的拓扑非平凡物质相,这些外尔节点对充当Berry曲率的双曲和反曲对。外尔金属态的两个标志是称为费米弧的拓扑表面态和手性异常。已知手征异常产生异常磁输运现象。在这项研究中,我们报告的第二类Weyl半金属态的几何挫折非共线反铁磁Shastry-Sutherland晶格(SSL)GdB 4晶体的出现。当我们在SSL平面内施加垂直于非共线磁矩的磁场时,由于自旋倾斜破坏了时间反演对称性,在保持C4 z或C2 z对称性的同时提升了带简并度,因此沿M-A线(τ带)在费米能的上方和下方产生了Weyl节点。GdB 4在垂直于SSL的磁场下的独特电子结构引起了非平凡的Berry相,在de Haas-van Alphen实验和手性异常诱导的负磁阻中检测到。SSL中磁场诱导Weyl态的出现为在阻挫自旋系统中开发新型Weyl半金属提供了新的指导原则。
2019-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical fates induced by the interaction competition in three-dimensional tilted Dirac semimetals
本文用重整化群分析三维 I 型倾斜 Dirac 半金属中 Coulomb、电子-声子与声子-声子耦合的竞争,揭示三类低能不动点、超导失稳及非 Fermi 液体临界行为。
2025-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stripe Helical Magnetism and Two Regimes of Anomalous Hall Effect in NdAlGe
我们报道了反转和时间反演对称性破缺Weyl半金属NdAlGe的磁性和电子输运性质。这种材料类似于NdAlSi,其螺旋磁性是Weyl介导的集体现象的罕见例子,但具有更大的自旋轨道耦合。我们的中子衍射实验表明,NdAlGe,类似于NdAlSi,支持一个无公度伊辛自旋密度波($T_{\text{inc}}=6.8$ K)与一个小的螺旋自旋倾斜的3 $^\circ$和长波长的$\sim$ 35 nm,转换到一个相称的亚铁磁态低于$T_{\text{com}}=5.1$ K。利用小角中子散射,我们发现零场冷却的亚铁磁畴在实空间中形成条纹,其特征长度尺度分别为18 nm和72 nm,平行于和垂直于[110]方向。有趣的是,对于输运性质,NdAlSi不表现出异常霍尔效应(AHE),通常观察到的磁性外尔半金属。在对比NdAlSi,我们确定了两个不同的AHE制度NdAlGe分别由内在的Berry曲率和外在的障碍/自旋波动。我们的研究表明,外尔介导的磁性普遍存在于这组非中心对称的磁性外尔半金属NdAl $X$,但运输性能,包括AHE的影响,材料特定的外在效应,如障碍,尽管存在突出的Berry曲率。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el