The propagation of light in Weyl semimetal films is analyzed. The magnetic family of these materials is known by anomalous Hall effect, which, being enhanced by the large Berry curvature, allows one to create strong gyrotropic and nonreciprocity effects without external magnetic field. The existence of nonreciprocal waveguide electromagnetic modes in ferromagnetic Weyl semimetal films in the Voigt configuration is predicted. Thanks to the strong dielectric response caused by the gapless Weyl spectrum and the large Berry curvature, ferromagnetic Weyl semimetals combine the best waveguide properties of magnetic dielectrics or semiconductors with strong anomalous Hall effect in ferromagnets. The magnitude of the nonreciprocity depends both on the internal Weyl semimetal properties, the separation of Weyl nodes, and the external factor, the optical contrast between the media surrounding the film. By tuning the Fermi level in Weyl semimetals, one can vary the operation frequencies of the waveguide modes in THz and mid-IR ranges. Our findings pave the way to the design of compact, tunable, and effective nonreciprocal optical elements.
Surface-switchable nonreciprocity protected by Fermi arcs in Weyl semimetal TaAs
RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所凝聚物质科学中心）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；RIKEN Pioneering Research Institute（理化学所先锋研究本部）；Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院及武汉国家高磁场科学中心）；Department of Applied Physics, University of Tokyo（东京大学应用物理系）；Quantum-Phase Electronics Center, University of Tokyo（东京大学量子相电子研究中心）；RIKEN Fundamental Science Program（理化学所基础科学项目）
Nanosculpted 3D helices of a magnetic Weyl semimetal with switchable nonreciprocity
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学应用物理系）；RIKEN Fundamental Science Program（RIKEN 基础科学项目）；Tokyo College, The University of Tokyo（东京大学东京学院）
Tunable double-Weyl Fermion semimetal state in the SrSi$_2$ materials class
基于混合交换关联泛函，讨论了非中心对称SrSi $_2$材料类的第一性原理拓扑电子结构.绘制了SrSi $_2$的拓扑相图，并着重讨论了半金属有序度与晶格常数的关系。在Sr $_{1-x}$ Ca $_{x}$ Si $_2$和Sr $_{1-x}$ Ba $_{x}$ Si $_2$合金中发现了一个可调谐的双Weyl费米子态。Ca掺杂的SrSi $_2$中示出产生一个双Weyl半金属与一个大的费米弧长度，而Ba掺杂导致从拓扑半金属的带隙绝缘体状态的过渡。我们的研究表明，SrSi $_2$材料家族可以提供一个有趣的平台，访问独特的Weyl半金属的拓扑性质。
Tunable two-dimensional Dirac-Weyl semimetal phase induced by altermagnetism
College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院）；International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
Field-Tunable One-Sided Higher-Order Topological Hinge States in Dirac Semimetals
近年来，高阶拓扑物质和三维量子霍尔效应引起了人们极大的关注。Weyl半金属中提出的三维量子霍尔效应的费米弧机制是以单侧铰链态为特征的，这在以往的量子霍尔系统中是不存在的，更重要的是提出了一个更高阶拓扑物质的现实例子。到目前为止，实验工作是在狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$中，然而时间反演对称性导致顶/底表面两侧的铰链状态，而不是期望的单侧铰链状态。我们提出，在倾斜磁场下，Cd $_3$ As $_2$类狄拉克半金属中的铰链态可以是单侧的，可以通过场方向和费米能量高度调谐，并且对弱无序具有鲁棒性。此外，我们提出了一种扫描隧道霍尔测量检测的单侧铰链状态。我们的结果不仅对研究二维以上的量子霍尔效应，而且对今后研究其他更高阶的拓扑绝缘体具有重要意义。
Versatile tunable optical injection of chiral polarized Weyl fermions in a magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
Peking University（北京大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences（中国科学院金属研究所）；Hunan University（湖南大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所）
MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学介观纳米技术研究所）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室与前沿纳米光电科学中心）
Nonlinear transport fingerprints of tunable Fermi-arc connectivity in magnetic Weyl semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
Fudan University（复旦大学）；China University of Mining and Technology（中国矿业大学）；Nanjing University（南京大学）；Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）
Efficiently gate-tunable ferromagnetism in ferromagnetic semiconductor-Dirac semimetal p-n heterojunctions
Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；National Institution of Standards and Technology（国家标准与技术研究院）；Oak Ridge National Lab（橡树岭国家实验室）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
Light-tunable quantum metric non-linear Hall response in Berry dipole semimetals
Centre for Nanotechnology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校纳米技术中心）；Solid State and Structural Chemistry Unit, Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学学院固态与结构化学单元）
Tunable Topological Energy Bands in 2D Dialkali-Metal Monoxides
具有非平凡能带的2D材料对于探索物质的各种拓扑相是非常理想的，因为低维度为操纵量子态打开了前所未有的机会。在这里，据报道，单层（ML）的二碱金属一氧化物，在众所周知的2 H-MoS $_2$型晶格，主机多个安全保护的拓扑相位与涌现的费米子，可以有效地调整应变工程。基于第一性原理计算，发现在平衡态下，ML Na $_2$ O是二维双Weyl半金属，而ML K $_2$ O是二维赝自旋1金属.这些奇异的拓扑态表现出一系列迷人的效应，包括普适光吸收、超克莱因隧穿和超准直效应。通过引入双轴或单轴应变，可以实现二维双Weyl半金属、二维Dirac半金属、二维赝自旋1金属和半导体相之间的一系列量子相变。结果表明，单层二碱金属一氧化物作为一个有前途的平台，探索迷人的物理现象与新的二维涌现费米子。
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。
