Topological Nodal Chains and Transverse Transports in Ferromagnetic Centrosymmetric Semimetal FeIn2S4
该研究从理论上揭示铁磁中心对称半金属FeIn₂S₄是受非简单对称性保护的节线链半金属，其节线链抗自旋轨道耦合，兼具鼓面表面态与闭合费米弧，且节线环贡献大的反常霍尔与能斯特电导率，为磁性拓扑态与横向输运研究提供平台。
2024-09-15 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
Topological semimetals with nodal-rings and nexus fermions
在第一性原理研究的基础上，我们报道了一类新的拓扑半金属（TiS，TiSe，TiTe，HfS，HfSe，HfTe和ZrS），它们同时存在一个拓扑环和三重退化点.在体布里渊区的双重简并一维节环结构表现出特征的鼓面表面态。除此之外，发生沿$k_z$方向的特殊带交叉，其由具有三重带简并的点交叉组成。这些三重简并点产生了“连结”费米子，它们是没有类似标准模型的基本粒子的准粒子。本文通过模拟角分辨光电子能谱，得到了奇异的拓扑表面态和特征费米弧，并解释了三重态的演化和分离随自旋轨道耦合大小的变化。这种介于外尔点和狄拉克点之间的中间线性色散简并可能为量子输运应用提供有前景的候选者。
2017-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Drumhead surface states and their signatures in quasiparticle scattering interference
我们考虑了一个定义在三维层状六角晶格上的双轨道紧束缚模型，研究了拓扑节线及其表面态的性质。我们在中心对称系统中研究这些表面态，其中体节线是狄拉克型的（即，四重简并），以及在具有强Rashba和/或Dresselhaus自旋-轨道耦合的非中心对称系统中，其中体节线是Weyl型的（即，双重简并）。我们发现，在非中心对称系统中，由于自旋轨道耦合，节线及其对应的鼓面表面态是完全自旋极化的。我们表明，独特的签名的拓扑非平凡的鼓面表面状态可以测量通过准粒子散射干涉，我们计算狄拉克和Weyl节线半金属。在最后，我们分析了可能的晶体结构与对称性，支持平坦的表面状态，这是有效的环状。
2018-08-03 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
Kramers nodal lines and Weyl fermions in SmAlSi
本研究通过角分辨光电子能谱、密度泛函理论计算及磁输运方法，首次在非中心对称金属SmAlSi中实验证实Kramers节线的存在，并观测到其顺磁相下的Weyl费米子，为关联拓扑物性研究提供实验基础。
2023-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Kramers Nodal Line Metals
最近，有人指出，所有具有自旋轨道耦合（SOC）的手征晶体都可以是Kramers Weyl半金属（KWS），其Weyl点钉扎在时间反演不变动量上。在这项工作中，我们表明，所有的非手性非中心对称材料与SOC可以是一类新的拓扑材料，我们的Kramers节线金属（KNLM）。在KNLM中，有双退化线，我们称之为Kramers节线（KNL），连接时间反演不变动量。KNL创建两种类型的费米表面，即，纺锤环面型和八通型。有趣的是，所有的电子八洞费米面描述的二维无质量狄拉克哈密顿。这些材料支持薄膜中的量子化光学电导。我们进一步表明，KNLM可以被视为KWS的父态。因此，我们得出结论，所有具有SOC的非中心对称金属都是拓扑的，因为它们可以是KWS或KNLM。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl nodal point-line Fermion in ferromagnetic Eu$_5$Bi$_3$
基于$ab$ $initio$计算和低能有效$k{\cdot}p$模型，提出了铁磁材料Eu $_5$ Bi $_3$中由0维Weyl点和1维Weyl节线组成的Weyl节点-线费米子.在自旋轨道耦合（SOC）的情况下，自旋上带主机一对三重简并点连同一个独特的鸟笼状节点结构。在具有（001）磁化强度的SOC中，每个三重态点分裂成双Weyl点和单Weyl点，并伴随着两个节环，在费米能级附近形成两组Weyl节点-线费米子。通过揭示奇异的Berry曲率场和在不同平面上具有奇异费米弧的钉扎手征表面态，研究了Weyl节点线费米子的新性质.此外，还预测了平行于[001]方向的大的反常霍尔电导率为-260（$\hbar$/$e$）（$Ω$ cm）$^{-1}$。我们的工作为探索具有不同带交叉维度的新型拓扑半金属态提供了新的视角，并为未来的实验实现提供了理想的材料候选者。
2019-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Topological properties of non-centrosymmetric superconductors $T$Ir$_{2}$B$_{2}$ ($T$=Nb, Ta)
最近的实验报道了两种新的非中心对称超导体NbIr $_{2}$ B $_{2}$和TaIr $_{2}$ B $_{2}$，它们的超导转变温度分别为7.2 K和5.2 K，并进一步表明它们的超导性是非常规的[K. Górnicka \textit{et al} .，高级功能Mater. 2007960（2020）]。在这里，基于第一性原理计算和对称性分析，我们提出，$T$ Ir $_{2}$ B $_{2}$（$T$ =Nb，Ta）是拓扑Weyl金属在正常状态。在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下，我们发现NbIr $_{2}$ B $_{2}$有12个Weyl点，TaIr $_{2}$ B $_{2}$有4个Weyl点，这是时间反演对称下Weyl点最少的;同时，它们都有一个由三条节线组成的节网。在SOC的存在下，镜像平面上的节环演化成两个沙漏外尔环，以及外尔点，这是由非对称滑移镜像对称性决定的。除环外，NbIr $_{2}$ B $_{2}$和TaIr $_{2}$ B $_{2}$分别具有16对和20对Weyl点。表面费米弧明确证明。在TaIr $_{2}$ B $_{2}$的（110）表面上，我们发现了位于费米能级以下1.4 meV的极长的表面费米弧（$\sim$ 0.6 ${\textÅ}^{-1}$），这在实验上是很容易探测到的。结合本征超导性和非平凡的体费米面，$T$ …
2020-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Discovery of coexisting Dirac and triply degenerate magnons in a three-dimensional antiferromagnet
拓扑磁振子是涌现的量子自旋激发，其特征是磁振子带在称为节点的点处线性交叉，类似于拓扑电子系统中的费米子。三维拓扑磁振子的实验实现至今未见报道。在这里，通过测量自旋激发（磁振子）的三维反铁磁体铜$_{3}$ TeO $_{6}$与非弹性中子散射，我们提供了直接的光谱证据的共存的保护狄拉克和三重简并节点，后者涉及三分量磁振子超出狄拉克-外尔框架。我们的理论计算表明，所观察到的拓扑磁振子能带结构可以很好地描述的线性自旋波理论的基础上的最近邻交换相互作用$J_1$占主导地位的哈密顿量。因此，我们展示了Cu $_{3}$ TeO $_{6}$作为一个例子系统，狄拉克和三重简并的磁振子节激发共存，展示了一个奇异的拓扑状态的物质，并提供了一个新的地面探索量子材料的拓扑性质。
2018-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phononic Weyl Nodal Straight Lines in High-Temperature Superconductor MgB$_2$
基于第一性原理计算，我们预言了具有AlB $_2$型中心对称晶格的超导MgB $_2$在其体声子谱上具有所谓的声子拓扑Weyl节线（PTWNL）.这些PTWNL可以被视为在三维布里渊区（BZ）内沿着$-$ H-K-H方向上的直线紧密对齐的无数外尔点（WP）。它们的拓扑非平凡的性质，证实了在垂直于这些线的平面上的Berry曲率分布的计算。这些线是非常独特的，因为它们正好位于镜像对称保护的BZ的高对称边界处，同时，直线横穿整个BZ，不同于已知的分类，包括节点环，节点链或网络，和节点环。在（10 $\bar{1}$ 0）晶体表面，PTWNL诱导的鼓面状非平凡表面态出现在由具有相反手性的PTWNL的投影线限定的矩形区域内。此外，当镜像对称性破缺时，双简并PTWNL进一步提升，形成一对手征相反的WP。我们的研究结果为今后MgB $_2$上拓扑声子的实验研究铺平了道路，并在一系列同构的AlB $_2$型金属二硼化物中得到了类似的结果。
2018-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Nodal and Nodeless Pairing Symmetry in Superconducting 6R-SnNbSe2
本文报道了新型非中心对称多型体6R-SnNbSe2的合成与表征，发现其约4 K以下具有体超导性，并通过磁穿透深度等测量揭示节点型与无节点型超导配对共存，表明其是研究拓扑超导和非常规配对机制的有前景候选材料。
2025-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Hourglass-like Nodal Net Semimetal in Ag2BiO3
基于第一性原理计算和晶体对称性分析，在中心对称Ag2BiO3晶体中，提出了一种沙漏状节网（HNN）半金属结构，该结构是在扩展布里渊区（BZ）中由两个相互正交的沙漏状节链（HNC）构成，忽略了Bi原子6s轨道的弱自旋轨道耦合（SOC）.节点网络结构中的结点是位于BZ角上的特殊双Dirac点。不同于先前的HNN [Bzdusek等人，Nature 538，75（2016）]其中SOC和双群非对称对称性是必要的，并且也不同于偶然的节点网络，这种HNN结构不可避免地由无自旋非对称性对称性形成和保证，因此对任何剩余扰动都是鲁棒的。Ag_2BiO_3中的费米面由一个环形的电子袋和一个环形的空穴袋组成，这可能导致不寻常的输运性质。建立了一个简单的四带紧束缚模型来再现HNN结构。对于半无限大的Ag_2BiO_3，在（001）面和（100）面上分别出现了“鼓面”状的表面态，色散近似平坦。如果考虑到这种弱的SOC效应，这种HNN结构将被轻微破坏，在双螺旋轴处留下一对沙漏状的Dirac点。这种沙漏状的狄拉克半金属是强化的，不再需要带反转。我们的发现为从非对称对称性研究新型拓扑半金属态提供了一个新的平台。
2018-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetal phase in non-centrosymmetric transition metal monophosphides
基于第一性原理计算，我们证明了包括TaAs、TaP、NbAs和NbP在内的一类半导体材料都是无反转中心的Weyl半金属（WSM）。我们发现，在整个布里渊区（BZ）的12对外尔点的每一个。在没有自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，镜像不变平面中的带反转导致能量-动量色散中的无隙节环。这些材料中的强SOC然后在镜像平面中打开全部间隙，产生非零镜像陈氏数和离开镜像平面的外尔点。在（001）和（100）表面上得到的表面态费米弧结构也显示出有趣的形状，为未来的实验研究指出了迷人的游乐场。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nexus networks in carbon honeycombs
连接金属代表了一种新型的拓扑材料，其中节点线在连接点处合并。在这里，我们通过连接费米子和附加节点线之间的交织提出了连接系统中的新型网络。这些连接网络可以在最近合成的几种碳蜂窝材料中实现。在这些碳蜂窝中，我们证明了一个相变之间的一个连接网络和一个系统的三重退化点和额外的节点线。朗道能级谱显示了联结网络中不寻常的磁输运性质。我们的研究结果为实现具有超越标准Weyl/Dirac半金属的新型输运性质的新拓扑材料铺平了道路。
2018-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Triple nodal points characterized by their nodal-line structure in all magnetic space groups
我们分析了晶体能带中的三重简并结点[或简称三相点（TP）]。具体来说，我们关注无自旋能带结构，即，当自旋-轨道耦合可以忽略时，考虑在动量空间中沿着高对称线由三个带的交叉形成的TP，根据小余群的1D和2D不可约共表示（ICR）变换。其结果是一个完整的分类，这样的TP在所有的磁空间群，包括非对称的，根据几个特点的磁力线结构和附近的TP。我们表明，目前研究的TP的分类是用尽13个磁点群（MPGs），可以出现作为一个高对称线的小合作组，并支持1D和2D无自旋ICR。对于10个识别的MPG，TP特性是唯一确定的，没有进一步的信息;相比之下，对于3个MPG包含六重旋转对称，两种类型的TP是可能的，这取决于交叉ICR的选择。利用混凝土材料候选物的第一性原理计算示出了13个MPG中的每一个的分类结果。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spinless hourglass nodal-line semimetals
节线半金属是拓扑半金属的一种，在带隙闭合的节线上具有简并性。在许多情况下，节线是偶然出现的，在这种情况下，仅仅从晶体的对称性和电子填充是不可能确定节线是否出现的。在本文中，对于无自旋系统，我们表明，在特定的空间群在$4N+2$填充（$8N+4$填充，包括自旋自由度），存在的节线是必需的，无论系统的细节。在这里，无自旋系统是指自旋轨道耦合可以忽略不计，并且由于SU（2）自旋简并，自旋自由度可以省略的晶体。在这种情况下，这些节线周围的能带结构的形状就像一个沙漏，我们称之为无自旋沙漏型半金属。我们构造了一个模型哈密顿量作为一个例子，我们表明，它总是在无自旋的沙漏形线半金属相，即使当模型参数的变化，而不改变系统的对称性。我们还建立了所有中心对称空间群的列表，在这些空间群下，无自旋系统总是有沙漏形的节线，并说明了节线的位置。我们认为Al $_3$ FeSi $_2$是由这种机制产生的一种半金属。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport and quantum oscillation of Topological Semimetals
三维拓扑半金属是一类新的拓扑物质。对这一族材料的研究一直处于凝聚态物理的前沿，取得了多项突破。一些拓扑半金属相，包括狄拉克半金属（DSM），外尔半金属（WSM），半导体线（NLSM），和三点半金属，已被理论预测和实验证明。狄拉克/外尔节点、节线或三重简并节点附近的低能激发可以看作是相对论费米子的涌现。实验研究表明，相对论性费米子可以导致各种各样的奇异输运性质，例如，极大的磁电阻、手征反常和本征反常霍尔效应。本文首先简要介绍了各种拓扑半金属相的能带结构特征，然后综述了各种拓扑半金属相的量子振荡和奇异输运性质的研究现状，最后展望了该领域的发展前景。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phases in pyrochlore thallium niobate Tl$_2$Nb$_2$O$_{6+x}$
新型拓扑电子材料的发现为揭示新物理提供了机会，并在观测和控制各种有趣现象方面发挥着关键作用。到目前为止，许多材料已被理论上提出和实验证明托管不同种类的拓扑状态。不幸的是，几乎没有令人信服的实验证据证明拓扑氧化物的存在。原因是氧的氧化通常导致离子晶体，并且使得带反转不太可能。此外，在单一材料中实现不同的拓扑状态是相当困难的，但强烈需要探索拓扑相变。在这项工作中，使用第一性原理计算和对称性分析，我们提出，实验可调的连续固溶体的氧烧绿石$_{6+x}$（$ 0\leq x \leq 1.0$）导致各种拓扑状态。通过改变氧含量和/或调节晶体的对称性，可以在其中实现拓扑绝缘体、Dirac半金属和三重简并节点半金属。当$x = 1$时，它是一种二次带接触点在费米能级的半金属。它转变为狄拉克半金属或拓扑绝缘体取决于面内应变。当$x = 0.5$时，T1 $_2$ Nb $_2$ O $_{6.5}$中的反转对称性自发破缺，导致三重简并节点。当$x = 0$时，T1 PDMATHABMMNbPDMATHABMMOPDMATHABMT变成一个带隙很窄的普通绝缘体.由于$Tl^{1+}$和$Tl^{3+}$的价态变化，这些由氧的固溶体驱动的拓扑相变是唯一的和物理上合理的。这种拓扑氧化物在关联诱导拓扑态的研究和应用方面有着广阔的前景。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of three-fold fermions in a nearly-ideal Dirac semimetal BaAgAs
在低能电子光谱中具有三重简并节点的材料产生晶体对称性增强的三重费米子，其概念上介于两重外尔费米子和四重狄拉克费米子之间。在这里，我们展示了如何实现三重费米子的银基狄拉克半金属BaAgAs通过我们的第一性原理计算结合低能量有效的$\mathbf{k.p}$模型哈密顿分析。BaAgAs的三重简并节点位于其$C_{3}$旋转轴上，在没有自旋轨道耦合（SOC）效应的情况下受到$C_{6v}$（$C_2\otimes C_{3v}$）点群对称性的保护。当SOC被打开时，BaAgAs转变成接近理想的狄拉克半金属状态，狄拉克节点对位于$C_{3}$旋转轴上。我们发现，打破反转对称性的BaAgAs $_{1-x}$ P $_x$合金产生一个干净的和可调的三重费米子半金属。BaAgAs中其他对称性的系统弛豫产生了一系列其他拓扑相。因此，钡砷化银材料提供了一个理想的平台，探索可调拓扑性质与各种不同的费米激发。
2019-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure of Kramers Nodal-Line Semimetal YAuGe and Anomalous Hall Effect Induced by Magnetic Rare-Earth Substitution
该研究结合 ARPES、量子振荡与 DFT 计算证实 YAuGe 为受对称性保护的 Kramers 节线半金属，并揭示磁性稀土取代可破缺时间反演对称性、产生 Berry 曲率与反常霍尔效应。
2025-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Anomalous and Topological Hall Responses in an Epitaxial Ferromagnetic Weyl Nodal-Line metal Fe5Si3
Fe5Si3是一种独特的低成本中心对称磁性Weyl节点材料，通过理论和实验研究揭示了其异常和拓扑Hall响应，为拓扑自旋电子学应用提供了多功能平台。
2025-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Weyl nodal line induced pairing in Ising superconductor and high critical field
超导态和拓扑态是两种引起人们极大兴趣的量子现象。它们的共存可能会导致拓扑超导性寻求基于马约拉纳的量子计算。然而，这两者之间没有因果关系，因为超导性是由于电子-电子相互作用引起的多体效应，而拓扑结构是电子能带结构的单粒子表现。在这里，我们展示了一种新的形式的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）配对，诱导的拓扑外尔节线在伊辛巴丁库珀施里弗（IBCS）超导体。基于第一性原理计算和分析，我们预言了$_2$ Z-$_4$族金属，包括$α_1$ $_2$ P-$_4$，$α_1$ -N-$_4$，$α_1$ -P-$_4$，$α_2$ -TaGePDMATHABMM-P-$_4$和$α_2$ -$_2$单层膜都是超导体.虽然内在的IBCS配对出现在这些非中心对称系统中，外在的FFLO配对被揭示为由磁场下的Weyl节线引起，促进在其附近形成具有非零动量的Cooper对。此外，我们表明，单独的IBCS配对将提高面内临界场$B_c$的泡利顺磁极限$B_p$的10-50倍，和额外的FFLO配对可以进一步三倍的$B_c/B_p$比。因此，它提供了一个有效的途径，以提高超导的鲁棒性。拓扑诱导超导性也自然地给出了拓扑超导态的可能性。
2021-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evidence of electronic instability driven structural distortion in the nodal line semimetal CoSn$_2$
该研究通过输运、同步辐射衍射、磁阻、第一性原理计算与 ARPES 证明非磁性节线半金属 CoSn$_2$ 在低温下发生电子不稳定性驱动的结构畸变与对称性破缺。
2025-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Octdong and Spindle-Torus Fermi Surfaces in Kramers Nodal Line Metals
Max Planck Institut für Mikrostrukturphysik（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所新兴物质科学中心）
研究发现3R-TaS₂和NbS₂具有可调的Octdong和Spindle-torus费米面，通过带填充变化可实现相变，预测量化的光学电导和反常霍尔效应。
2025-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quaternary Heusler Alloy: An Ideal Platform to Realize Triple Point Fermion
在材料的能带结构中，由于存在三重旋转对称性、镜像对称性和时间反演对称性，常常会产生三重简并节点。基于点群对称性分析和第一性原理电子结构，我们预测，在这篇文章中，一系列的四元Heusler合金主机一个理想的平台，为发生TP。我们模拟了这些TP在（111）和（100）表面上的投影导致形成拓扑费米弧，可以通过扫描隧道光谱和角分辨光电子能谱进一步检测到。这些费米弧的出现是由于对称性保护的带简并，这是强大的，不能避免的，由于非平凡的带拓扑。有趣的是，在这类Heusler合金中，TP沿着C $_3$轴远离$Γ$点，这允许克服先前研究的六方和HgTe型化合物的实验困难。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Topologically nontrivial electronic states in CaSn$_{3}$
基于第一性原理计算，我们在理论上提出了最近实验发现的超导材料CaSn $_3$的拓扑非平凡态.当自旋轨道耦合（SOC）被忽略时，材料是一个主机的三维拓扑线半金属态。在连接节线的表面布里渊区的二维区域内，出现了受时间反演和镜像对称共存保护的鼓状表面态。当包含SOC时，出乎意料地，在该中心对称材料中，每个节线演化成两个Weyl节点（W1，W2）。Berry曲率计算表明，这些节点发生在一对，并作为源或汇的Berry通量。该材料还具有独特的费米弧形式的表面状态，与其他已知的外尔半金属不同，费米弧在费米表面上形成表面状态的闭合回路。我们在超导材料中拓扑非平凡态的理论实现为解开拓扑物理和超导性之间的相互联系铺平了道路。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Higher-Order Topology, Monopole Nodal Lines, and the Origin of Large Fermi Arcs in Transition Metal Dichalcogenides XTe$_2$ (X=Mo,W)
近年来，过渡金属二硫属化物（TMD）作为拓扑材料引起了极大的兴趣-中心对称的$β$相TMD的单层已被鉴定为2D拓扑绝缘体（TI），并且非中心对称的$γ$相MoTe $_2$和WTe $_2$的块体晶体已被鉴定为II型Weyl半金属。然而，ARPES和STM探针的这些TMD揭示了巨大的，“弧形”的表面状态压倒，有时被误认为是，小得多的拓扑表面费米弧散装II型外尔点。在这封信中，我们使用第一性原理计算和（嵌套）Wilson环来分析$β$ -和$γ$ -MoTe $_2$的体和表面电子结构，发现$β$ -MoTe $_2$（$γ$ -MoTe $_2$，带保留对称性失真）是一个反演对称指示的$\mathbb{Z}_{4}$ -非平凡（$noncentrosymmetric, non$ - $symmetry$ - $indicated$）由双带反转驱动的高阶TI（HOTI）。MoTe $_2$的两种结构相都表现出与WTe $_2$相同的表面特征，这表明大费米弧实际上在拓扑上并不平凡，而是HOTI特有的分裂和带隙的四重表面态。我们还表明，当忽略SOC的影响，$β$ -MoTe $_2$是一个具有$\mathbb{Z}_{2}$ -非平凡结线（MNLSM）的半金属。这一发现证实了由双带反转驱动的MNLSM是HOTI的弱SOC极限，这意味着MNLSM是具有平带铰链态的高阶拓扑$semimeta…
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ubiquitous topological states of phonons in solids: Silicon as a model material
声子拓扑物理的研究引起了人们的极大兴趣，但需要适当的模型材料。我们的{ \it ab initio}计算确定硅作为一个理想的候选材料含有非常丰富的拓扑声子态。在硅中，我们确定各种拓扑节线保护的滑动镜或镜对称性和特征在于量化的Berry相$π$，这使得鼓面表面状态观察到的任何表面取向。值得注意的是，发现了一种新型的拓扑连结声子，其特征在于具有双费米弧状表面态，并且与Weyl声子不同，它既不需要反转也不需要时间反演对称性破缺。从联结声子可以产生多种拓扑态，如通过应变产生的霍普夫节链。此外，我们将对称性分析推广到其他中心对称系统，并找到了许多候选材料，证明了拓扑声子在固体中的普遍存在。这些发现为研究现实材料中的拓扑声子及其对表面物理的影响开辟了新的机会。
2021-05-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Discovery of Superconductivity and Electron-Phonon Drag in the Non-Centrosymmetric Weyl Semimetal LaRhGe$_3$
本研究通过输运、热力学和拉曼光谱实验，发现非中心对称Weyl半金属LaRhGe$_3$具有超导电性（$T_{\text c}$=0.39 K）和强电子-声子耦合，揭示了正常态电子-声子拖曳效应，为相关材料研究开辟了新方向。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coexisted Three-component Bosons and Two-component Weyl Bosons in TiS, ZrSe and HfTe
类似于拓扑半金属中电子的各种费米子，在kHz频率的宏观体系中报道了具有Dirac和Weyl玻色子的拓扑力学态，而在固体晶体的THz频率的原子振动框架中预测了具有双Weyl声子的拓扑力学态。然而，迄今为止，还没有三分量玻色子的声子已被报道。通过第一性原理计算，我们发现WC型TiS、ZrSe和HfTe的声子谱在THz频率下都存在唯一的三重简并节点（TDNP）和单一的双分量Weyl点（WPs）.声子的TDNP附近的准粒子激发是三分量玻色子，超出了传统和已知的狄拉克，外尔和双外尔声子的分类。此外，我们还发现TiS和ZrSe都有五对Ⅰ型Weyl声子和一对Ⅱ型Weyl声子，而HfTe只有四对Ⅰ型Weyl声子。它们带有非零拓扑电荷。在（10 $\bar{1}$ 0）晶体表面上，我们观察到拓扑保护的表面弧态连接两个带相反电荷的WP，其主模在表面上几乎沿一个方向传播。
2017-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Triple point semimetal and topological phase transitions in NaCu$_{3}$Te$_{2}$
在凝聚态物理中，自由电子的准粒子激发以能带交叉的维数为特征，在高能物理中可以找到它们的基本粒子类似物，如马约拉纳、外尔和狄拉克费米子。而晶体对称性允许更多的准粒子激发和奇异的费米子出现。利用对称性分析和{ \it ab-initio}计算，我们提出了三维蜂窝状晶体NaCu $_3$ Te $_2$具有三重简并节点（TDNP）的理论.我们发现了一个可调的相变之间的TDNP和一个弱的TI触发由一个简单的允许的微扰，我们进一步揭示了自旋轨道耦合（SOC）的TDNP在这个系统中的出现所发挥的关键作用。这种拓扑非平凡的三元化合物不仅是研究三组分费米子的理想候选者，而且也为理解TDNP、TI和平凡绝缘体之间的拓扑相变提供了一个美丽的舞台，这使该系统区别于其他TDNP候选者。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-component fermions with surface Fermi arcs in topological semimetal tungsten carbide
拓扑Dirac和Weyl半金属不仅具有类似于高能物理中的基本费米粒子的准粒子，而且具有非平凡的带拓扑，表现为表面上的奇异费米弧。最新的进展提出了新型的拓扑半金属，其中空间对称性保护了无隙电子激发，而没有高能量的类比。在这里，我们观察到三重简并节点（TP）附近的费米能级的WC，其中的低能量准粒子被描述为不同于狄拉克和外尔费米子的三分量费米子。我们进一步观察到表面态的恒定能量轮廓是连接表面投影的费米弧对，证明了新发现的半金属态的非平凡拓扑结构。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic and transport properties of topological semimetal ZrTe
拓扑半金属在电子学、自旋电子学和量子计算中有着重要的应用。最近，由于外尔费米子和无质量三重简并节点的共存，ZrTe被预测为一种新型的拓扑半金属。本文采用第一性原理计算和半经典玻尔兹曼输运理论相结合的方法研究了ZrTe的弹性和输运性质。计算了ZrTe的弹性常数，证明了ZrTe的力学稳定性，并计算了ZrTe的体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比。结果表明，自旋轨道耦合（SOC）对ZrTe的Seebeck系数有轻微的增强作用，在300 K时，ZrTe的a（b）和c方向的Seebeck系数分别为46.26 $μ$ V/K和80.20 $μ$ V/K.通过比较ZrTe（300 K）的电导率实验值和计算值，确定了散射时间为1.59 $\times$ $10^{-14}$ s。沿a（b）和c方向的预测室温电子热导率分别为2.37 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$和2.90 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$。室温晶格热导率沿a（b）和c方向预测为17.56 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$和43.08 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$，显示出非常强的各向异性。计算结果表明，同位素散射对晶格热导率有明显的影响。值得注意的是，平均室温晶格热导率的ZrTe是略高于同构MoP，这是由于较大的声子寿命和较小的Gr $\mathr…
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Fully spin-polarized double-Weyl fermions with type-III dispersion in quasi-one dimensional materials X2RhF6 (X=K, Rb, Cs)
双外尔费米子作为一种新的拓扑态，在量子材料中得到了广泛的研究。本文基于密度泛函理论和对称性分析，提出了在铁磁材料X_2RhF_6（X= K，Rb，Cs）中实现全自旋极化双Weyl费米子.这些材料具有半金属基态，其中只有来自自旋下降通道的能带存在于费米能附近。如果不考虑自旋轨道耦合（SOC），自旋下降带形成一对三重简并节点（TDNP）。在SOC下，一个TDNP分裂成两个沿两个动量方向具有二次色散的双Weyl点，它们受到三重旋转（C3）对称性的保护。与大多数双外尔半金属不同，这里提出的外尔点具有III型色散，其中一个交叉带是鞍形的。建立了一个有效的模型，该模型很好地描述了Weyl点的性质。这些外尔点是完全自旋极化的，并且在表面光谱上具有双费米弧的特征。通过晶格应变破坏C3对称性可以将一个双外尔点移动到一对II型单外尔点。X2RhF6材料是研究铁磁系统中III型双Weyl费米子的新性质的理想材料，在自旋电子学中也有潜在的应用前景。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Negative Magnetoresistance in Topological Semimetals of Transition-Metal Dipnictides with Nontrivial Z2 Indices
外磁场$B$与外电场$E$共线时，由Adler-Bell-Jackiw反常引起的负磁电阻（NMR）被认为是Weyl半金属最显著的量子特征.本文报道了中心对称过渡金属双镍族化合物MPn $_{2}$（M=Nb和Ta; Pn=As和Sb）的普适NMR谱，其中Weyl费米子的存在可以被明确地排除。利用温度依赖的磁电阻，霍尔和热电系数的能斯特和塞贝克效应，我们确定的出现的NMR现象在MPn $_{2}$是符合的Lifshitz转变，对应于形成独特的电子-空穴-电子（$e$ - $h$ - $e$）口袋沿$I-L-I'$方向。第一性原理计算表明，沿$I-L-I'$线，过渡金属的$d_{xy}$和$d_{x^{2}-y^{2}}$轨道形成带交叉的倾斜节环，远低于费米能级。强的自旋-轨道耦合使所有交叉点都能隙，并产生特征性的$e$-$h$ - $e$结构，使MPn $_{2}$成为$\mathbb{Z}_2$指数为[0;（111）]的拓扑半金属。通过排除体相态的弱局域化贡献，我们得出结论：MPn $_{2}$中的普适NMR可能具有拓扑表面态的奇异起源，这种奇异起源与非平凡表面上相反的自旋-动量锁定成对出现.
2016-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Efficient Topological Materials Discovery Using Symmetry Indicators
虽然空间对称性的丰富性导致了可能的拓扑晶体（TC）相的电子的库存迅速扩大，物理实现一直缓慢实现，由于在现实的计算中确定能带拓扑结构的实际困难。在这里，我们将最近建立的理论的对称性指标的带拓扑结构的第一原理能带结构计算，并测试它的数据库先前合成的晶体。该算法可以有效地挖掘拓扑材料和预测拓扑性质，如保护表面状态。在将我们的算法应用于230个空间群中的8个时，我们已经发现了许多表现出多种拓扑现象的候选材料，这些材料在一次扫描中同时被捕获。该列表包括最近提出的TC绝缘体的类别，没有以前的材料实现以及其他拓扑阶段，包括：（i）螺旋保护的3D TC绝缘体，\b{eta} -MoTe 2，除了1D螺旋“铰链”状态外，具有带隙表面;（ii）旋转保护的TC绝缘体BiBr，具有共存的表面狄拉克锥和铰链状态;（iii）非中心对称的Z2拓扑绝缘体，使用公认的宇称标准AgXO无法检测（X=Na，K，Rb）;（iv）狄拉克半金属MgBi 2 O 6;（v）狄拉克半金属AgF 2;以及（vi）在费米能附近具有三重简并带交叉的金属AuLiMgSn。我们的工作展示了最近对能带结构基本原理的理论见解如何有助于发现新拓扑材料的实际目标。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistent topological and chiral phonons in chiral RhGe: An ab initio study
本研究基于第一性原理计算，发现手性晶体 RhGe 中存在拓扑声子（如三重简并节点和双 Weyl 点）与手性声子模式的共存，且两者在拓扑节点附近表现出显著的角动量与磁矩特性。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
