De Haas - van Alphen study of the Dirac nodal-line semimetal candidate TaPtTe$_5$
该研究通过磁转矩测量开展狄拉克节线半金属候选材料TaPtTe$_5$的量子振荡研究，实验结果与能带计算一致，补充了相关稀缺数据。
2025-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Nearly massless Dirac fermions and strong Zeeman splitting in the nodal-line semimetal ZrSiS probed by de Haas--van Alphen quantum oscillations
拓扑半金属代表了一类新的量子材料承载狄拉克/外尔费米子。拓扑费米子的基本性质可以通过量子振荡来揭示。在这里，我们提出了第一个系统的de Haas-van Alphen（dHvA）振荡研究最近发现的拓扑狄拉克线半金属ZrSiS。从dHvA振荡的角度依赖性，我们已经揭示了各向异性狄拉克带在ZrSiS和发现令人惊讶的强塞曼分裂在低磁场。从塞曼分裂峰的分离估计的Landé g因子高达38。从dHvA振荡的分析，我们还发现了近零的有效质量和非常高的量子迁移率的狄拉克费米子在ZrSiS。这些结果揭示了新的狄拉克费米子物理的ZrSiS的性质。
2017-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of hourglass Weyl and Dirac nodal line phonons in orthorhombic-type KCuS
与电子系统平行，拓扑学的概念已经扩展到声子，这导致了拓扑声子的诞生。最近，已经提出了节点声子、节点线声子和节点表面声子，并且已经预测了固态材料中的少数候选材料。在这项工作中，基于对称性分析和第一性原理计算，我们提出了沙漏Weyl节线（HWNL）声子和狄拉克节线（DNL）声子共存的声子色散的一个单一的材料，KCuS，具有$Pnma$型结构。HWNL和DNL在频率上相对平坦，并且与其他声子带很好地分离。相应的拓扑声子表面态只出现在[100]面和[001]面，与典型的声子谱线材料不同。基于Zak相位计算解释了这种现象的原因。我们的工作，第一次，证明了不同类型的简并声子节线可以在一个单一的材料。因此，KCuS可以被看作是一个很好的平台，研究HWNL声子和DNL声子之间的纠缠。
2021-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Endless Dirac nodal lines in kagome-metal Ni3In2S2
拓扑半金属是量子材料的前沿。在多频带电子系统中，拓扑带交叉可以形成闭合曲线，称为节点线。在自旋-轨道耦合和/或自旋破缺操作的存在下，拓扑节线可以破缺成Dirac/Weyl节点，并产生新的输运性质，如手征反常和巨反常霍尔效应.最近在kagome金属Co_3Sn_2S_2中观察到了时间反转破缺诱导的Weyl费米子，引起了人们对多带kagome系统中的谱线激发的兴趣。在这里，使用第一性原理计算和基于对称性的指示剂理论，我们发现六个无尽的节线沿堆叠方向的kagome层和两个节环在kagome平面在Ni 3 In 2S 2。角分辨光电子能谱证实了这种线性双相电子结构，在9 T下产生了高达2000%的大磁电阻。我们的研究结果建立了一个多样的拓扑景观的多频带戈薇金属。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ideal inner nodal chain semimetals in Li2XY (X = Ca, Ba; Y = Si, Ge) materials
倒易空间中的链式节环可以产生奇异的节链费米子。本文报道了Li_2XY（X = Ca，Ba; Y = Si，Ge）化合物是理想的内节链半金属。它们的能带结构由两个连接的节环组成，具有混合或I型带色散。节点链的签名，如非平凡的表面状态，在这些Li 2XY化合物中是相当明显的，因为只有一个单一的内部节点链附近的费米能级没有其他无关的带。这些化合物都是现有的材料，并且是环境稳定的，这对于实现内节链费米子的实验探测或进一步的实际应用都是有用的。
2018-07-10 cond-mat.mtrl-sci
NMR verification of Dirac nodal lines in a single-component molecular conductor
狄拉克节线（DNL）是无质量狄拉克费米子的一种新形式，它沿着动量空间中的线存在。在这里，我们验证真正的DNL的分子材料，[Ni（dmdt）$_2$ ]，结合NMR实验和数值模拟。NMR光谱位移和自旋-晶格弛豫速率除以温度，$1/T_1T$，分别随温度线性和二次下降，并在低温下变得恒定，与具有小费米口袋的轻微色散DNL一致。这些结果与DNLs的模型模拟的比较揭示了费米速度的抑制和由于电子相关以及朗道量子化的影响的反铁磁波动的增强。本研究为核磁共振识别DNL和评价相关效应提供了示范。
2022-12-28 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
Symmetry-enforced planar nodal chain phonons in non-symmorphic materials
拓扑半金属态是拓扑量子物质研究的前沿，它受对称性的约束，能产生新的激发态。两个节环连接在一点的节链首先在非对称电子系统中发现，然后推广到对称声子系统。在这项工作中，我们确定了一类新的平面节链的非对称声子系统，其中的连接环位于同一平面。构成节环的保护镜像对称，它们的交叉保证的时间反演和非对称的双重螺旋对称的组合。另外，本文的连接点是四重简并的，而以前的工作是二重简并的。我们搜索了所有230个空间群，发现8个空间群可以容纳所提出的平面节链声子。以纤锌矿GAN（空间群No.186）为例，通过第一性原理计算证实了平面节链的存在。平面节链导致两种不同类别的鼓面表面。第一类位于[10（-1 0）]表面布里渊区，第二类位于[0001]表面布里渊区。我们的发现揭示了非对称声子系统中的一类平面节链，扩展了拓扑节链的种类，丰富了拓扑表面态的族。
2022-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and excitation energy dependence of Raman scattering in nodal line Dirac semimetal ZrAs_{2}
本研究通过拉曼光谱探究节线狄拉克半金属ZrAs₂的声子模式与激发、温度依赖特性，揭示量子干涉、Fano效应及电子-声子耦合对声子行为的关键作用。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Strain Effects on Band Structure and Dirac Nodal-line Morphology of ZrSiSe
狄拉克谱线半金属（DNLS）是一种新型的具有良好应用前景的材料，其独特的性质来源于能带结构色散和谱线行为。本文采用密度泛函理论（DFT）方法研究了ZrSiSe DNLS中几种可能的应变对能带结构色散和谱线行为的影响。我们发现ZrSiSe的Dirac谱线对所有大小合理的应变都是鲁棒的。虽然，有显着的变化，在间隙，振幅和能量相对于费米能量。我们还发现，调谐的谱线和能带结构的有效应变是等双轴拉伸，单轴（100）拉伸，和单轴（110）拉伸应变。
2020-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coexistence of Topological Dirac and Dirac Nodal line semimetal in SrCaP belonging to Nodal line semimetal family SrCaX(X= Bi, Sb, As, P)
本文通过从头计算发现 SrCaX（X=Bi、Sb、As、P）是受 Z2 贝里相位保护的狄拉克节线半金属，并在单一晶体中同时实现 II 型狄拉克点与拓扑节线半金属共存，为研究拓扑性质相互作用提供了理想平台。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dirac Nodal Line and Rashba Splitting Surface States in Nonsymmorphic ZrGeTe
狄拉克半金属（DSM）是具有对称性增强的体狄拉克节点的石墨烯的三维类似物。在各种DSM中，ZrSiS由于其三维Dirac节线受到非对称性的保护，近年来引起了人们更多的兴趣。它实际上属于一个具有独特量子现象的同构化合物大家族。在这里，我们提出了一个全面的研究的第一性原理计算，角分辨光电子能谱（ARPES）测量，和扫描隧道显微镜（STM）实验上的ZrGeTe，一个成员的ZrSiS家族具有较强的自旋轨道耦合（SOC）。我们的能带结构计算表明，在具有Rashba分裂螺旋自旋织构的$\bar{X}$上存在浮动无隙表面态，这一点被我们的ARPES测量所证实。我们还进行准粒子散射干涉（QPI）成像，并找到几个q矢量，与其他家族化合物中没有观察到的两个Umklapp散射矢量。所有的q矢量都可以用联合态密度（JDOS）模拟来识别。我们的结果显示了ZrGeTe有趣的电子结构，并可能有利于利用其奇异的量子态在未来的潜在应用。
2019-12-15 cond-mat.mtrl-sci
New Nanoporous Graphyne Monolayer as Nodal Line Semimetal: Double Dirac Points with an Ultrahigh Fermi Velocity
二维碳材料在纳米材料中占有重要地位。我们提出了一种新的碳单分子层，命名为六方-4，4，4-石墨炔（H4，4，4-graphyne），它是由矩形碳环和碳三键组成的纳米多孔结构。利用第一性原理计算，我们系统地研究了这种新材料的结构、稳定性和能带结构。我们发现它的能量比一些实验碳材料的能量低得多，并且至少在1500 K以下是稳定的。与其他二维碳单分子膜的单Dirac点能带结构不同，H4，4，4-石墨炔的能带结构沿高对称点呈现双Dirac点，对应的费米速度（1.04~1.27 * 106 m/s）不对称，且高于石墨烯。这些双狄拉克点的起源可以追溯到节线态，这可以很好地解释了紧束缚模型。当H4，4，4-石墨炔被放置在BN衬底的顶部时形成莫尔超结构，同时保持双狄拉克点。这些性质使得H4，4，4-石墨炔成为一种有前途的半金属材料，用于高速电子器件。
2018-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Dirac nodal line in orthorhombic RuO$_2$
本研究通过实验与计算结合，发现RuO₂在13GPa以上发生四方到正交的铁弹性结构转变，正交相含可调狄拉克节线，其晶体场分裂增大导致压致变色，为探索拓扑电子材料提供新体系。
2024-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling three types of fermions in a nodal ring topological semimetal through magneto-optical transitions
本研究通过轴分辨磁光测量揭示了 nodal ring 拓扑半金属 SrAs₃中的三类费米子（狄拉克、半狄拉克、经典），明确其起源，证实 nodal ring 可承载多种费米子，为拓扑半金属研究提供重要平台。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Enforced Nodal Chain Phonons
晶体材料中的拓扑声子引起了人们极大的兴趣。然而，迄今为止研究的大多数情况是从电子系统的拓扑状态的直接推广。在这里，我们揭示了一类新的拓扑声子--增强的双链声子，它表现出独特的声子系统的功能。我们证明了当$D_{2d}$小余群处于非时逆不变动量点时，由于声子的矢量基对称性，保证了声子节链的存在，这是一个不同于电子和其他系统的独特性质.结合无自旋特征，这使得所提出的对称晶体对称性增强了链声子。我们进一步筛选所有230个空间群，并找到五个候选群体。有趣的是，这五组中的节链表现出两种不同的模式：对于四重系统，它们沿着四重轴是一维的;对于立方系统，它们形成三维网络结构。基于第一性原理计算，我们确定K $_{2}$ O作为一个现实的材料托管几乎理想的双链声子。我们发现，LO-TO分裂的影响，声子的另一个独特的功能，有助于暴露在一个大的能量窗口中的K $_{2}$ O的链声子。此外，所有五个候选群都具有时空反演对称性，因此节链也具有量子化的$π$ Berry相位。这导致鼓膜表面声子模式必须存在于样品的多个表面上。
2021-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Starfruit-like nodal semimetal to Dirac and Weyl semimetal state in CaAuAs
在没有自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，发生在镜像平面上的带交叉被迫在动量空间中形成节环。在存在其他等效镜像平面的情况下，多个这样的节环可以组合形成有趣的中间链路结构。在这里，基于第一性原理计算和有效的$\mathbf{k.p}$模型分析，我们发现，CaAuAs主机在体电子色散在SOC的情况下，一个独特的starfruits样的mandal-link结构。这个mandal-link是由三个节环，它们彼此交叉的时间反演不变的动量点$A$。当SOC被打开时，节点环被打开，导致稳定的狄拉克半金属状态，在布里渊区中沿着$\mathrm{Γ-A}$方向具有一对狄拉克点。狄拉克点由时间反演、反演和$C_3$旋转对称性的组合来保护。我们展示了如何系统地消除对称性约束产生外尔半金属和最终的拓扑绝缘体状态。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Dirac Nodal Links in Centrosymmetric Semimetal TiB$_2$
拓扑线半金属态是各种拓扑量子相的肥沃土壤，当某种保护对称性破缺时，可以实现拓扑绝缘体、狄拉克半金属或外尔半金属，但只在极少数材料中进行了实验研究。与离散节点相比，具有丰富拓扑结构的节线可以导致更不寻常的输运现象。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，在这里，我们提供了令人信服的证据，在中心对称的半金属TiB $_2$中的非线性费米子的自旋轨道耦合效应可以忽略不计。在费米能级以下的能带交叉处，可以清楚地观察到两组狄拉克结环，一组围绕水平镜面$σ_h$中的布里渊区（BZ）拐角，另一组围绕垂直镜面$σ_v$中的BZ中心，而不受其他能带的干扰。形成狄拉克节环的线性色散宽达2 eV。我们进一步观察到，两组节点环沿$Γ$ - $K$方向连接在一起，构成了一个中间链路配置。TiB $_2$具有简单的电子结构，Dirac节链主要构成费米面，这表明TiB是研究和应用与非线性费米子相关的新物理性质的重要平台。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Open Type Nodal line Topological Semimetal in Two Dimensional B2C
拓扑半金属，包括Dirac半金属、Weyl半金属和节线半金属，由于其内在的拓扑性质和迷人的性质而引起了人们极大的研究兴趣。利用密度泛函理论，我们发现在二维单层B2 C的低能电子中，节线半金属和Dirac半金属可以共存。有趣的是，除了I型和II型狄拉克费米子外，费米能级周围还出现了一种开放的节线。B_2C片层的低能电子性质可用紧束缚（TB）模型描述，该模型依赖于B-py，pz和C-py，pz态。该系统的一个最大优点是这四种拓扑半金属的能量窗口不同，在实验中很容易区分。该系统为研究不同类型半金属间的相互作用提供了良好的平台。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Role of Velocity Field and Principal Axis of Tilted Dirac Cones in Effective Hamlitonan of Non-Coplanar Nodal Loop
本文研究了单组分分子导体[Pd（dddt）_2]中的节线，以理解非共面环上的倾斜狄拉克锥。在以前的工作[J。87，113701（2018）]，基于我们的第一原理能带结构计算，在节环上的相应狄拉克点处计算圆锥的速度，这是一种用2 x 2矩阵导出有效哈密顿量的新方法。然而，节线上的狄拉克锥仅在对称点处完全再现。在本文中，我们表明，我们的改进方法很好地再现了所有的狄拉克锥的合理行为和一个非常小的能量色散的6~meV之间的狄拉克点。利用导带和价带间能隙函数的主轴，给出了速度沿节线的变化。此外，使用这样的有效哈密顿量计算的状态密度接近的化学势和轨道磁化率。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Evidence on Realization of a Genuine Topological Nodal Line Semimetal in LaSbTe
节线半金属由于其独特的拓扑电子结构和奇异的物理性质而受到人们的广泛关注。一个真正的节线半金属是合格的狄拉克节点的存在沿着一条线在动量空间中，保护免受自旋轨道耦合。此外，它要求狄拉克点位于费米能级附近，允许支配宏观物理性质。虽然在许多化合物中已经从理论上预测了节线半金属的材料实现，但只有少数化合物得到了实验验证，并且真正的节线半金属的实现特别罕见。在这里，我们报告实现一个真正的节线半金属在LaSbTe。通过能带结构计算和角分辨光电子能谱（ARPES）测量研究了LaSbTe的电子结构。在考虑自旋轨道耦合的情况下，我们的能带结构计算预测在布里渊区的边界面上会形成一个结线，该结线是坚固的，并且靠近费米能级。在我们的ARPES测量中直接观察到了沿动量空间X-R线的狄拉克节点，这些狄拉克节点的能量都接近费米能级。这些结果构成了明确的证据，LaSbTe是一个真正的节线半金属，提供了一个新的平台，探索新的现象和可能的应用与节线半金属。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Berry phase in the Dirac nodal-line semimetal ZrSiS: The effect of spin-orbit coupling
与Dirac/Weyl半金属中的点节点不同，拓扑双线半金属在k空间中具有线性色散的Dirac节点环.虽然与拓扑非平凡狄拉克费米子相关的量子输运已被广泛研究，但与扩展节线相关的独特功能仍有待证明。本文研究了半金属ZrSiS中电子输运沿c轴方向和磁场沿ab平面旋转时的量子振荡。的极值轨道确定通过磁场取向依赖的QO联锁的节线，导致一个非零的Berry相位。最重要的是，Berry相位显示出显着的依赖于磁场方向，我们认为这是由于有限的自旋轨道耦合间隙。我们的结果表明自旋轨道耦合和色散线在理解量子输运的NLSM的重要性。
2021-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Nodal Line Semimetal and Dirac Semimetal State in Antiperovskite Cu$_3$PdN
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出了立方反钙钛矿材料Cu $_3$ PdN在忽略自旋轨道耦合（SOC）时，由于时间反演和反转对称性的共存，可以保持三维拓扑节线半金属态.由于立方对称性，总共有三个节线圆。还导出了“鼓头”状表面平坦带。当包含SOC时，每个节线演化为一对受C $_4$晶体对称性保护的稳定的3D狄拉克点。这与迄今已知的狄拉克半金属，如Na $_3$ Bi和Cd $_3$ As $_2$，都只有一对狄拉克点有显著的区别。一旦C $_4$对称性被破缺，狄拉克点被带隙，系统成为具有（1;111）Z $_2$指数的强拓扑绝缘体。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Signatures of Dirac Nodal-lines in NbAs$_2$
利用偏振光和磁光光谱，我们已经证明了普遍的方面与狄拉克电磁线电动力学。我们研究了NbAs $_2$的各向异性电动力学，其中自旋-轨道相互作用沿着谱线触发能隙，这在电导谱中表现为尖锐的台阶。我们从实验和理论上证明了二维狄拉克位移线具有线性标度$σ_1 (ω)\simω$，类似于三维狄拉克位移点。大量狄拉克性质的磁光数据，这也可能是理论上预测的表面状态的指示证实的磁线。光学数据也为NbAs $_2$中的巨磁电阻提供了一个自然的解释。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
From Type-II Triply Degenerate Nodal Points and Three-Band Nodal Rings to Type-II Dirac Points in Centrosymmetric Zirconium Oxide
利用第一性原理计算，在忽略自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，我们发现ZrO是一种同时存在三对II型三重简并节点（TNP）和三个节点环（NR）的拓扑材料.值得注意的是，TNP位于费米能附近，沿倾斜方向具有大的线性能量范围（> 1 eV），并且NR由三个强纠缠带形成。在保绿菌株作用下，每个NR在衰退前会进化成4个小滴状NR，与通常的双带NR相比，其进化过程明显不同。当包含SOC时，TNP将转化为II型狄拉克点，而所有NR都已张开。值得注意的是，第二类狄拉克点继承了TNP的优点：位于费米能附近，并表现出大的线性能量范围。这两个功能便于观察有趣的现象引起的第二类分散。讨论了非平凡带交叉的对称性保护和低能哈密顿量。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Nodal Chain Semimetal To Weyl Semimetal in HfC
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出WC型HfC在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下，可以具有三维节链半金属态.与前人报道的IrF4 [T. Bzdusek等人，Nature 538，75（2016）]，这里的节链受到简单空间群的镜像反射对称性的保护，而在IrF 4中，具有滑移平面的非对称空间群是必要的。此外，在SOC的存在下，在WC型HfC的节链演变成Weyl点。在布里渊区，通过第一性原理计算得到了三种类型共30对外尔点。此外，还研究了表面态和连接这些外尔点的表面费米弧的图案，这可能是未来实验测量的结果。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Weyl-type nodal chains in X2MnO4 (X= Li, Na)
近年来，磁性拓扑半金属由于其在自旋电子学领域的潜在应用而受到广泛关注。通过第一性原理计算，我们发现两种铁磁尖晶石材料X_2MnO_4（X=Li，Na）在费米能级附近存在Weyl型节链.它们的稳定性通过内聚能、声子色散和弹性常数进行了验证。节链由两种类型的节环组成，它们由滑移操作Mz、镜像操作M101及其等效操作保护。在（001）面上观察到鼓面态，它们具有非平凡的拓扑特征.此外，在不同的电子关联和晶格应变下，这两种材料的半金属态都得到了很好的保持。我们的工作为探索磁性材料和拓扑半金属态的结合提供了两个有希望的候选者。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Topological superconducting phase in high-Tc superconductor MgB2 with Dirac-nodal-line fermions
拓扑超导体是一个有趣的和难以捉摸的量子相，其特征是拓扑保护的无隙表面/边缘状态驻留在一个大的超导能隙，其中主机马约拉纳费米子。不幸的是，所有目前已知的拓扑超导体都具有非常低的转变温度，限制了马约拉纳费米子的实验测量。在这里，我们发现存在一个拓扑Dirac-nodal-line状态在一个著名的传统的高温超导体，MgB 2。第一性原理计算表明，Dirac节线结构呈现出独特的一维色散Dirac节线结构，它受空间反演和时间反演对称性的保护，连接电子和空穴的Dirac态.最重要的是，我们表明，拓扑超导相可以实现与传统的s-波超导能隙，证明了拓扑边缘模式的MgB 2薄膜显示手性边缘状态。我们的发现可能使高温下Majorana费米子的实验测量成为可能。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Double-bowl State in photonic Dirac nodal line semimetal
在过去的十年里，拓扑材料在电子系统和经典波中的绝缘体和半金属中的应用激增。拓扑半金属表现出拓扑保护带退化，如节点和节线。具有四重线简并的Dirac节线半金属（DNLS）引起了人们的特别关注。DNLS已经在电子系统中进行了研究，但没有光子DNLS。在这项工作中，我们提供了一个新的机制，这是唯一的光子系统，研究严格的光子DNLS。当截断时，光子DNLS表现出双碗态（DBS），它包括两组垂直偏振的表面态。与其他光子系统中的非简并表面态形成鲜明对比，这里的两组表面态在整个光谱范围内几乎是简并的。DBS和体狄拉克节环（DNR）沿相关方向的色散，实验解决。
2021-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ferromagnetic Dirac-Nodal Semimetal Phase of Stretched Chromium Dioxide
通过第一性原理计算，我们发现在室温下，在小的拉伸静液压应变下，二氧化铬（一种广泛应用于磁带应用的材料）中的狄拉克线半金属相可以与铁磁有序共存.一个接近费米能的理想平坦狄拉克节环被放置在垂直于磁序的布里渊区的反射不变边界上，并且在拓扑上受到磁群$D_{4h}(C_{4h})$的幺正镜像对称性的保护，它将相应的Berry相位量子化为$π$的整数倍。通过证明只有拓扑保护的节环能在对称性$D_{4h}(C_{4h})$的小的各向异性应变下持续存在，而其他表面上的带接触点一般是不存在的，证明了拓扑依赖的拓扑稳定性.我们的工作为研究狄拉克磁力线和鼓面费米子的新物理和潜在应用提供了一个实用的平台，特别是与铁磁性质有关的那些
2017-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac nodal line metal for topological antiferromagnetic spintronics
拓扑反铁磁自旋电子学是一个新兴的研究领域，它利用Néel矢量来控制拓扑电子态和相关的自旋相关输运性质。最近发现的Néel自旋轨道力矩已经被提出来电操纵反铁磁体中的狄拉克带交叉;然而，在实践中实现这些特性的可靠AFM材料缺失。在这里，我们预测，室温AFM金属MnPd $_{2}$允许电控制的狄拉克节线的Néel自旋轨道扭矩。基于第一性原理密度泛函理论的计算，我们证明了Néel矢量的重新取向导致了费米能级处的色散Dirac节线的带隙态和受保护的简并态之间的转换.计算出的自旋霍尔电导率强烈依赖于Néel矢量取向，并可用于实验检测使用建议的自旋轨道扭矩设备的预测效果。我们的研究结果表明，原子力显微镜狄拉克节线金属锰钯$_{2}$代表了一个有前途的材料的拓扑原子力显微镜自旋电子学。
2019-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal higher-order topological superconductivity from C6-symmetric Dirac semimetals
该研究针对C6对称半填充狄拉克半金属的节点超导态展开，发现BdG狄拉克点可产生高阶拓扑狄拉克超导态，并借助磁性拓扑量子化学理论证明其可通过BdG狄拉克点的相对拓扑指示。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Berry Phase of Dirac Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]的Dirac节线半金属的Berry相位和曲率.在紧束缚模型的基础上，利用双带模型，证明了Berry曲率$\bm{B}(\bm{k})$存在于节线的一个环上，在节线上Berry相位由$\bm{B}(\bm{k})$的表面积分得到. Berry相位，也称为Zak相位，也是由Berry连接沿布里渊区边界的两个等效点之间的线的一维积分计算的。可能的实验进行了讨论的Berry相。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlocking nodal chains and their examples in carbon networks
节链是节线半金属中的一种典型拓扑相。在这里，我们提出了一个新的拓扑相-联锁节点链，其中两套节点链相互联锁。它包括一维（1D），二维（2D）和三维（3D）版本，可以由三波段模型产生。二维和三维联锁节链将演化为双同心孤立（或相交）节环、共存节链和孤立（或相交）节环等阶段。这些相具有不同的表面态和朗道能级，这意味着它们具有丰富的电子和磁性。此外，在一系列碳网络中，在应变下可以实现二维互锁节链和相关的相变。在没有应变的情况下，碳结构中的拓扑相是双同心孤立节环。较大的拉伸应变导致相变为互锁节链，而中间相是节链和孤立节环共存的相。此外，对碳网络的稳定性和合成进行了讨论。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
Observation of a Dirac nodal line in AlB2
我们对与高温超导体MgB_2同构的AlB_2进行了角分辨光电子能谱研究。利用软X射线光子，我们准确地确定了三维体能带结构，并发现了一个高度各向异性的Dirac-cone带在K点的体六角布里渊区。这个带在接近H点时向下分散，同时保持其在狄拉克点的简并，沿着KH线产生特征狄拉克节线。我们还发现，能带结构的AlB 2被认为是一个重电子掺杂的版本的MgB 2，因此非常适合充分可视化预测的狄拉克节线。研究结果表明，（Al，Mg）B2体系是研究Dirac结线、载流子掺杂和可能的拓扑超导性质之间相互作用的一个很有前途的平台。
2018-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Type-II Nodal Line Fermions in New Z2 Topological Semimetals AV6Sb6 (A=K, Rb,and Cs) with Kagome Bilayer
最近发现的层状kagome金属AV3Sb5（A=K，Rb和Cs）由于其与超导性，电荷密度波态和非平凡能带拓扑的交织而引起了人们的广泛兴趣。在这项工作中，我们显示的第一性原理计算和对称性的论点，非常规的II型狄拉克节线费米子接近费米能级存在于另一类最新的实验合成的可果美化合物AV 6Sb 6（A=K，Rb，和Cs）。这些化合物具有独特的kagome（V3Sb）2双层，其电子和拓扑性质占主导地位，而不是AV3Sb 5中的kagome V3Sb单层。晶体对称性保证了具有量子化Berry相位的II型狄拉克节线位于布里渊区的反射不变平面中。我们进一步揭示，II型狄拉克节线保持几乎完整的自旋轨道耦合的存在下，可以归类为Z2分类。这些发现将AV6Sb6确立为一类新的迷人原型，这将扩展kagome系统中非常规拓扑费米子和奇异量子有序态之间相互作用的知识。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Rectangular carbon nitrides C4N monolayers with a zigzag buckled structure: Quasi-one-dimensional Dirac nodal lines and topological flat edge states
基于第一性原理计算提出两种具有锯齿曲折结构的 C4N 单层，发现其具有准一维 Dirac 节线和边缘依赖的拓扑平带结构，Fermi 速度达 105 m/s，在高频电子器件中具应用潜力。
2024-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Evidence for Dirac Nodal Surfaces and Nodal Rings in Superconductor NaAlSi
拓扑态的发现已成为凝聚态物理的一个重要课题，其研究重点已从Dirac或Weyl点扩展到节线和节面的高维拓扑态。为了使拓扑材料表现出其量子特性并在应用中变得有用，拓扑状态需要是真实和干净的，使得它们接近费米能级，而没有其他平凡的能带存在于费米能级。虽然人们预测了许多高维拓扑材料，但只有少数被合成和证实，特别是真正的和干净的。本文报道了在NaAlSi中实现真正干净的高维多重拓扑态。通过高分辨角分辨光电子能谱测量和能带结构计算，我们在NaAlSi中观察到两组结面和两个同心结环态的形成。观察到的节环的不同之处在于，内部的一个是{ \uppercase \expandafter{\romannumeral1} }型节环，而外部的一个是{ \uppercase \expandafter{\romannumeral1} }型节环，嵌入四个{ \uppercase \expandafter{\romannumeral3} }型节点。节环中的所有能带都非常接近费米能级，没有其他平凡能带共存于费米能级。这些观察使NaAlSi成为探索新的量子态和奇异性质的理想拓扑材料。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Double Dirac Nodal Line Semimetal with Torus Surface State
我们提出了一类节线半金属，主机的八倍退化的双狄拉克节线（DDNL）与可忽略的自旋轨道耦合。我们发现230个空间群中只有5个拥有DDNL。DDNL可以看作是两个狄拉克节线的组合，并且具有平凡的Berry相位。这导致两种可能的但完全不同的表面状态，即，覆盖整个表面布里渊区的环面表面状态和根本没有表面状态。基于第一性原理计算，我们预测储氢材料LiBH是一种理想的DDNL半金属，其线位于费米能级，能量相对平坦，线性能量范围较大.有趣的是，DDNL的两种新颖的表面态都可以在LiBH中实现。此外，我们预测，与磁场平行的DDNL，由于Kramers类简并的DDNL的朗道能级是双简并的，并有一个双简并零模。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interparticle heterostructures by spontaneous formation of Dirac nodal arc semimetal PtSn4 domains in nanoparticles produced by Supersonic Cluster Beam Deposition
本文报道了超声团簇束沉积中Sn纳米颗粒内自发形成二维层状PtSn4畴，构成颗粒间异质结构，为研究Dirac节线弧半金属纳米颗粒薄膜的输运机制提供了新途径。
2025-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac Nodal Lines and Surface Charges in fcc Alkaline Earth Metals
在单线半金属中，能隙沿${\bf k}$空间中的环闭合，这些环不在高对称点上。节线出现的典型机制涉及镜像对称和$π$ Berry相。在这里，我们通过从头计算表明，fcc的钙（Ca），锶（Sr）和镱（Yb）的拓扑节点线与$π$贝里相附近的费米能级，当自旋轨道相互作用被忽略。特别是，Ca在高压下变成了半金属。由于节线，Zak相位根据波矢${\bf k}$变为$π$或0，并且$π$ Zak相位导致表面极化电荷。载流子最终屏蔽它，留下大的表面偶极子。在具有节线的材料中，当存在重吸附原子时，大的表面极化电荷和出射鼓面表面态都增强了Rashba分裂，正如我们已经证明的那样，在Bi/Sr（111）和Bi/Ag（111）中发生。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of fourfold Dirac nodal line semimetal and its unconventional surface responses in sonic crystals
本文首次在声子晶体中实验观测到四重简并狄拉克节线半金属，揭示其Berry相位为2π并导致环面表面态或完全无表面态等非常规表面响应，为声表面波灵活操控开辟新方向。
2023-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Uniaxial strain effects on the Fermi surface and quantum mobility of the Dirac nodal-line semimetal ZrSiS
本研究通过单轴应变调控ZrSiS狄拉克节线半金属的费米面，发现从压缩到拉伸应变时量子振荡峰减弱，归因于c/a比降低导致量子迁移率下降。
2024-05-22 cond-mat.mtrl-sci
High-Throughput Discovery of Semimetallic Borophenes with Diverse Dirac States Via Transferable Tight-Binding Approach
School of Physics and Optoelectronics, Xiangtan University（湘潭大学物理与光电工程学院）；Hunan Provincial Key Laboratory of Computational Condensed Matter Physics and Quantum Materials Engineering（湖南省计算凝聚态物理与量子材料工程重点实验室）
开发可转移紧束缚框架结合图论和群论随机生成策略，高通量筛选522种硼烯同素异形体，发现8种新型半金属硼烯，包含I型、III型狄拉克锥、狄拉克节线及首次预测的二次节点半金属。
2026-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional topological nodal line semimetal in layered $X_2Y$ ($X$ = Ca, Sr, and Ba; $Y$ = As, Sb, and Bi)
在拓扑半金属中，狄拉克点可以形成零维和一维流形，分别如狄拉克/外尔半金属和拓扑节线半金属所预测的那样。在这里，基于第一性原理计算，我们预测的拓扑节线半金属相的二维化合物$X_2Y$（$X$ =钙，锶，钡; $Y$ =砷，锑，铋）在没有自旋轨道耦合（SOC）与带反转在M点。镜像对称性以及静电相互作用，可以通过应变工程，负责非平凡的阶段。此外，我们还证明了奇异的边缘态也可以在没有和有SOC的情况下得到，尽管当包含SOC时，体态的节线处出现了一个微小的间隙。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for a Dirac nodal-line semimetal in SrAs$_{3}$
狄拉克半金属是一种新的物质拓扑状态，其线性能带沿直线或环交叉。在这里，通过进行磁输运测量和执行第一原理计算，我们证明了这样的状态已实现在高品质的SrAs 3单晶。通过对Shubnikov-de Haas量子振荡的分析，我们得到了非平凡的π Berry相位.我们还观察到一个强大的负纵向磁电阻引起的手征异常。伴随的第一性原理计算确定，一个单一的孔袋包围的循环节点是负责这些意见。
2018-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Pseudo Dirac Nodal Sphere: Unusual Electronic Structure and Material Realization
在三维动量空间中，导带和价带交叉于零维Dirac节点（DNPs）或一维Dirac节点线（DNLs）的拓扑半金属（TSM）由于其奇异的电子性质而引起了人们的广泛关注.在这里，我们推广的TSM状态进一步到一个更高的对称性和更高的维度的伪狄拉克节球（PDNS）状态，与带交叉形成一个二维的封闭的费米能级球。PDNS态的特征在于由多个交叉DNL组成的球形骨架，而DNL之间的带简并近似由弱相互作用维持。它表现出一些独特的电子性质和低能激发，如不同于DNPs和DNLs的集体等离子体激元。基于晶体的对称性，我们从理论上证明了两种可能的PDNS态，并确定了所有可能的带交叉与一维不可约表示对形成PDNS态在32个点群。重要的是，我们发现应变MH3（M= Y，Ho，Tb，Nd）和Si_3N_2是实现这两种PDNS态的候选材料。作为一种高对称性要求的态，PDNS半金属可以被看作是其他拓扑能隙态和无能隙态的“母相”。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonsymmorphic cubic Dirac point and crossed nodal rings across the ferroelectric phase transition in LiOsO$_3$
晶体对称性可以产生奇异的带交叉特征，这可以导致具有有趣物理性质的非常规费米激发。我们展示了一个立方狄拉克点-一个四重简并带交叉点与立方色散在一个平面和一个线性色散在第三方向-可以通过一个非对称的滑移镜对称性的存在下稳定的空间群的晶体。值得注意的是，在我们的例子中，三次狄拉克点出现在三重轴上，尽管以前人们认为这样的点只能出现在六重轴上。我们发现，涉及一个三重轴的立方狄拉克点可以实现接近费米能级的非铁电相的LiOsO $_3$。在降低温度时，LiOsO $_3$已经在实验上显示出经历从非铁电相到铁电相的结构相变，具有自发破缺的反转对称性。值得注意的是，我们发现对称性破缺将三次狄拉克点转化为三个相互交叉的节环。在LiOsO $_3$的低能能带结构中也存在几个线性狄拉克点，每个点在相变时转变成一个单节环.
2018-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermi surface and Berry phase analysis for Dirac nodal line semimetals: cautionary tale to SrGa$_2$ and BaGa$_2$
本研究通过量子振荡、ARPES和DFT计算，证实SrGa2和BaGa2为狄拉克节线半金属，并指出塞曼效应和自旋阻尼项对贝里相位分析的影响。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Fully spin-polarized nodal chain state in half metal LiV$_2$O$_4$
节链费米子作为一种新的拓扑态，在非磁性材料中一直是研究的热点。在这里，我们通过第一性原理计算和对称性分析，提出了在半金属态的LiV $_2$ O $_4$化合物中实现完全自旋极化节链。该材料自然地示出铁磁基态，并且呈现半金属能带结构，其中仅来自自旋上通道的能带存在于费米能级附近。自旋上升带相互交叉，形成两种类型的节环。这些节环产生于能带反转，并受到滑移镜对称性的保护。值得注意的是，我们发现节环相互连接，形成链状节结构。相应地，W形表面态也是完全自旋极化的。这里确定的完全自旋极化节链还没有在现实材料中提出。建立了一个有效的模型来描述节点链的性质。讨论了电子关联、晶格应变和自旋轨道耦合对系统的影响。半金属的完全自旋极化体硅链和相关的非平凡表面态可能在自旋电子学中开辟新的应用。
2020-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory-Guided, Machine-Learning-Accelerated Discovery of a 3D Carbon Nested Nodal-Surface Semimetal
Yanshan University（燕山大学）
本文提出一种理论指导的机器学习加速方法，通过控制层状和位移来将石墨烯的狄拉克锥转化为三维节点面，并发现了一种新的稳定的碳同素异形体Netsene，其具有复杂的双碗状节点面系统和非平凡的拓扑性质。
2026-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced renormalization of the Dirac quasiparticles in the nodal-line semimetal ZrSiSe
在半金属中，线性色散态在倒易空间中形成狄拉克环，具有高度的电子-空穴对称性和费米能级附近几乎为零的态密度。其结果是减少电子屏蔽和增强狄拉克准粒子之间的相关性。在这里，我们调查的电子结构的ZrSiSe，结合时间和角度分辨的光电子能谱学与从头算密度泛函理论（DFT）补充的扩展哈伯德模型（DFT +U +V）。我们发现，电子相关性减少了超短时间尺度上的高能量电子-空穴对，瞬时屏蔽库仑相互作用的光激发。我们的研究结果表明，工程的量子材料的能带结构的全光学方法。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
