Large anomalous Hall angle in a topological semimetal candidate TbPtBi
研究了具有简单能带结构的磁场诱导拓扑半金属TbPtBi反铁磁半Heusler单晶的磁输运性质。我们发现，在强磁场（B> 7 T）下，反常霍尔电阻率随磁场的变化具有非单调性，这是由于在外加磁场作用下，类塞曼分裂引起的能带结构的变化。实验结果表明，该样品的电阻率和电导率异常值分别达到0.6798mΩcm和125Ω-1cm-1。在TbPtBi中获得了高达33%的大AHA，这与典型的铁磁Weyl半金属相当。分析结果表明，这是由于电场附近的拓扑能带和低载流子密度造成的。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Soft phonons and ultralow lattice thermal conductivity in the Dirac semimetal Cd3As2
最近，Cd 3As 2作为一种典型的狄拉克半金属吸引了广泛的研究兴趣，它在费米能级附近具有三维线性色散电子带。以前的研究表明，单晶Cd 3As 2具有非常低的晶格热导率，在300 K时范围为0.3 W/mK至0.7 W/mK，这归因于点缺陷。在这项工作中，我们结合第一性原理晶格动力学计算和温度依赖的高分辨率拉曼光谱的高品质单晶薄膜生长的分子束外延揭示了一组软光学声子模式的存在下，在布里渊区中心的Cd 3As 2。这些软声子模式显着增加的散射相空间的热携带的声学声子和低晶格热导率的Cd 3As 2的起源。此外，我们表明，声子-声子Umklapp散射率和软光学声子频率之间的相互作用解释了不寻常的非单调的温度依赖性的晶格热导率的Cd 3As 2。我们的研究结果进一步表明，软声子模式可能是由与狄拉克节点相关的Kohn异常引起的，类似于石墨烯和Weyl半金属中的类似但较弱的效应。
2019-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Large optical conductivity of Dirac semimetal Fermi arc surfaces states
费米弧表面态是拓扑狄拉克半金属的一个标志，它可以容纳表现出与其母体不同的不寻常动力学的载流子。我们发现本征狄拉克半金属中的费米弧载流子具有强的各向异性轻物质相互作用。其特征在于，当光横向于费米弧偏振时，费米弧光学电导率大;当光沿着费米弧偏振时，费米弧光学电导率显著减弱。大的表面光谱权重被锁定到狄拉克节点之间的宽间隔，并且当系统被掺杂时，作为费米弧载流子的大德鲁德权重而持续存在。因此，大的和各向异性的费米弧电导率提供了一种新的手段，光学查询狄拉克半金属的拓扑表面状态。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical conductivity in topological nodal-line semimetal ZrSiS
ZrSiS是一种理想的半金属半导体材料。本文采用基于第一性原理能带计算的多轨道理论模型，对ZrSiS的动态电导率进行了理论研究。我们发现，与理想狄拉克模型不同，干净极限下的动态电导率实际上不是频率无关的，而通过引入可能由无序引起的能量加宽来实现几乎平坦的依赖性。研究结果可应用于ZrSiSe、ZrSiTe、HfSiS等具有类似晶体结构的化合物。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy excitations in type-II Weyl semimetal Td-MoTe2 evidenced through optical conductivity
二碲化钼，MoTe 2，是一种多用途的材料，其中的拓扑相可以很容易地通过操纵相关的结构相变来调整。MoTe 2的能带结构的细节是理解其拓扑性质的关键，由于材料的多带特性，已经证明很难从经验上解开。通过实验电导谱，我们检测到两个较强的低能带间跃迁。两者都与自旋轨道分裂带之间的激发有关。最低带间跃迁显示出强烈的热位移，表明化学势随温度急剧下降。借助从头计算和一个简单的两带模型，我们给出了定性和定量的解释的主要特点，在温度相关的光谱高达400 meV。
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of the type-II Weyl semimetal WTe$_2$ under pressure
二碲化钨WTe $_2$是一种II型外尔半金属，其电子性质对外压高度敏感，如在压力下出现的超导性所证明的。在这里，我们研究的光学电导率的II型外尔半金属WTe $_2$在室温下的外部压力。随着压力的增加，从高能量到低能量的带间跃迁发生明显的光谱权重转移，其中光学电导率光谱的轮廓中的急剧变化指示电子能带结构对外部压力的高灵敏度。压力依赖的光学电导率的详细分析进一步揭示了异常的压力$\sim$ 2和$\sim$ 4.5 GPa，其中电子和结构相变，分别在文献中报道。
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extremely high magnetoresistance and conductivity in the type-II Weyl semimetals WP2 and MoP2
具有狄拉克和外尔交叉的半金属的特殊能带结构可以导致壮观的电子特性，例如伴随着极高的磁阻的大迁移率。特别是，两个紧密相邻的外尔点相同的手征被保护从湮灭的结构扭曲或缺陷，从而显着降低它们之间的散射概率。在这里，我们提出了过渡金属二磷化物，WP 2和MoP 2，这是II型Weyl半金属与强大的Weyl点的电子性质。我们目前的运输和角分辨光电子能谱测量，和第一性原理计算。我们的WP 2单晶在63 T和2.5 K下显示出3 nohm-cm的极低的剩余低温电阻率，伴随着超过2亿%的巨大和高度各向异性的磁阻。这些特性可能是该化合物中表达的新型Weyl费米子的结果。我们观察到一个大的抑制载流子背散射在WP 2从运输测量。
2017-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Unusually high phonon thermal conductivity in the Weyl semimetal TaP: A comparative study with TaAs
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Chongqing Normal University（重庆师范大学物理与光电工程学院）；School of Science, Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学理学院）；Center for Computational Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学计算科学与工程中心）；College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University（重庆师范大学物理与电子工程学院）；College of Physics and Center of Quantum Materials and Devices, Chongqing University（重庆大学物理学院量子材料与器件中心）；Chongqing Key Laboratory for Strongly Coupled Physics, Chongqing University（重庆大学强耦合物理重庆市重点实验室）
研究揭示Weyl半金属TaAs和TaP中声子主导的热传输机制，TaP在室温下声子热导率高达162 Wm⁻¹K⁻¹，远超电子导热，源于独特的能带结构抑制声子-电子及三声子散射。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in Weyl semimetal half Heusler compounds RPtBi (R = Gd and Nd)
从拓扑绝缘体到Weyl和Dirac半金属，拓扑材料构成了凝聚态研究中最令人兴奋的领域之一。许多半赫斯勒化合物，RPtBi（R=稀土）已被理论预测为拓扑半金属。在RPtBi中设想的各种拓扑属性中，拓扑表面态、手征反常和平面霍尔效应已在实验中观察到。在这里，我们报告了一个不寻常的内在反常霍尔效应（AHE）的反铁磁Heusler Weyl半金属化合物GdPtBi和NdPtBi，观察到在很宽的温度范围内。特别是，GdPtBi表现出高达60 ohm-1cm-1的反常霍尔电导率和高达23%的反常霍尔角。用μ子自旋共振（mu-SR）研究了GdPtBi的反铁磁转变（T_N），发现在9 K时，T_N以上没有明显的磁关联。我们的研究表明，在这些半Heusler外尔点是由一个磁场通过交换分裂的电子带或附近的费米能量，这是源的手征异常和AHE。
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Transport and spin conversion of multi-carriers in semimetal bismuth
本文报道了（1）半金属Bi中多载流子的输运性质和（2）亚铁磁绝缘体钇-铁-石榴石中该半金属系统的自旋转换物理的研究。霍尔测量表明，电子和空穴共存于Bi中，电子是主要的载流子。自旋转换实验的结果证实了霍尔测量的结果;此外，逆自旋霍尔效应控制半金属/绝缘体系统中的自旋转换。这项研究提供了进一步的见解自旋转换物理在半金属系统。
2016-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Elevation of Intrinsic Anomalous Hall Conductance in an Electron-Doped Magnetic Weyl Semimetal
拓扑材料由于其独特的能带反转特性和能带交叉点，有望显示出独特的输运特征。然而，通过实验可行的手段对这种拓扑响应进行有意调制的探索较少。在此，在电子（Ni）掺杂的磁性Weyl半金属Co 3-xNixSn 2S 2中获得异常霍尔效应（AHE）的不寻常的升高，在x = 0.11的相对低的掺杂水平下显示异常霍尔电导率、霍尔角和霍尔因子的峰值。利用TYJ标度模型分离了AHE的内、外贡献，表明这种显著增强是由电子Berry曲率的内禀机制所主导的。理论计算表明，与电子填充引起的费米能级移动相比，掺杂的一个通常被忽视的效应，即，局部无序，对加宽能带和缩小反向能隙施加了显著的影响，从而导致积分Berry曲率的升高。我们的结果不仅实现了磁性Weyl半金属中AHE的增强，而且为利用掺杂的无序效应来调制拓扑材料的能带和输运性质提供了一个实用的设计原理。
2020-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport of three-fold degeneracy topological semimetal MoP
最近，在拓扑半金属MoP中实验观察到了三分量的新费米子，它可能在拓扑量子比特、低功耗电子学和自旋电子学等方面有潜在的应用。这些都与MoP的热输运性质密切相关。在单模弛豫时间近似下，通过求解线性化的声子玻尔兹曼方程，研究了MoP的声子输运。计算出的室温晶格热导率为18.41 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$和34.71 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$沿面内和跨面方向，表现出非常强的各向异性。还考虑了同位素和尺寸对晶格热导率的影响。结果表明，在300 K时，当声子平均自由程（MFP）大于0.15 $\mathrm{μm}$时，同位素散射对晶格热导率的影响很小，声子对晶格热导率的贡献也很小。值得注意的是，平均室温晶格热导率的钼P是低于代表Weyl半金属TaAs，这是由于较小的群速度和较大的Gr $\mathrm{\ddot{u}}$奈森参数。我们的工作为基于MoP的纳米电子器件的热管理提供了有价值的信息，并激励进一步的实验工作来研究MoP的热输运。
2017-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Anomalous Hall Effect in Magnetic Topological Semimetal Co$_3$Sn$_{2-x}$In$_x$S$_2$
本文研究了单晶Co $_3$ Sn $_{2-x}$ In $_x$ S $_2$在大范围的铟浓度x从0到1的反常霍尔效应（AHE）。它们的磁化强度随着x的增加而逐渐减小，而它们的基态则从铁磁Weyl半金属演化为铁磁绝缘体。值得注意的是，在系统地缩放AHE之后，我们发现它们的固有异常霍尔电导率（AHC）在x = 0.15左右具有意想不到的最大值。内禀AHC的变化与Berry曲率的掺杂演化相对应，最大值来自磁拓扑环隙。我们的实验结果表明，一个更大的AHC在一个基本的环形间隙比外尔节点。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature nonlinear Hall effect and wireless RF rectification in Weyl semimetal TaIrTe4
非线性霍尔效应（NLHE）可以在没有任何磁场的情况下产生横向电压，是整流或倍频的潜在替代方案。然而，非线性热交换器的低温检测限制了其应用。在这里，我们报告的室温NLHE在II型外尔半金属TaIrTe 4，主机一个强大的NLHE由于大量的破坏反演对称性和大带重叠在费米能级。我们还观察到温度引起的符号反转TaIrTe4中的NLHE。我们的理论计算表明，所观察到的符号反转是温度引起的化学势的变化的结果，表明NLHE与费米表面的电子结构的直接相关性。最后，利用TaIrTe 4中的室温NLHE来演示具有零外部偏压和磁场的无线RF整流。这项工作打开了一扇大门，实现室温下的应用程序的基础上NLHE外尔半金属。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Broadband optical conductivity of the chiral multifold semimetal PdGa
我们提出了一个多折叠半金属PdGa，在宽光谱范围（100 - 20000 cm-1; 12 meV - 2.5 eV）下至T = 10 K的光学电导率的研究。在低于4000 cm-1的频率下的电导率是由自由载流子占主导地位，而在较高的频率带间跃迁提供的主要贡献。光谱没有表现出显着的温度演变：只有带内部分的变化作为温度的函数与等离子体频率保持不变。带间贡献的电导率表现出一个宽峰在5500 cm-1左右，并在9000 cm-1以上的频率基本上单调增加。基于能带结构的计算再现了带间电导率的这些特征，并预测了其线性频率行为随着频率的减小。
2021-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant room temperature anomalous Hall effect and magnetically tuned topology in the ferromagnetic Weyl semimetal Co2MnAl
Weyl半金属由于其奇异的性质如拓扑表面态和反常输运现象而得到了广泛的研究。它们的能带结构拓扑通常由材料参数预先确定，并且一旦材料形成就很难被操纵。它们独特的输运性质通常出现在非常低的温度下，这为实际器件应用带来了挑战。在这项工作中，我们展示了一种方法来修改通过弱磁场在铁磁拓扑半金属，Co2MnAl，在室温下的能带拓扑。我们观察到一个可调谐的，巨大的反常霍尔效应，这是由外尔点和节环之间的转变，旋转磁化轴引起的。反常霍尔电导率与3D量子反常霍尔效应（QAHE）的电导率一样大，霍尔角在室温下达到磁导体中的记录值（21%）。此外，我们还提出了一种在不需要外尔点存在的情况下，通过打开节环来产生巨反常霍尔效应的材料配方。我们的工作揭示了一个理想的内在磁性平台，探索磁动力学和拓扑物理之间的相互作用，为新一代自旋电子器件的发展。
2019-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Two linear regimes in optical conductivity of a Type-I Weyl semimetal: the case of elemental tellurium
采用高压红外光谱，我们揭示了外尔半金属相的元素Te和它的拓扑性质。光学电导率的线性频率依赖性为三角碲（Te-I）的金属化和3.0 GPa以上的线性带色散提供了明确的证据。这种半金属外尔相可以通过进一步增加压力来调整：扭结将光学电导率（在3.7 GPa下）的两个线性区域分开，这是具有倾斜锥体的II型外尔半金属的签名;然而，这揭示了三角碲的不同起源。我们的密度泛函计算没有发现任何明显的倾斜，并建议Te-I保持在I型外尔相，但在费米能级附近有两个价带。它们之间的相互作用导致了具有不止一个线性区域的奇特的光学电导率行为。高于4.3GPa的压力稳定了更复杂的Te-II和Te-III多晶型物，这是坚固的金属。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Conductivity of Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor [Pd(dddt)$_2$]
利用紧束缚模型，研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]中三维Dirac电子节线半金属的各向异性电导率.电导率显示由$σ_y > σ_x > σ_z$给出的各向异性，其与狄拉克锥的速度一致，其中$z$是层间方向，$y$是分子堆叠方向。随着压力的增加，出现节线半金属，随后是狄拉克点的环，其中$σ_x$在压力下达到最大值。通过计算态密度和化学势研究了这种压力依赖性。研究了各向异性电导率的温度依赖性，在低温下得到一个恒定的行为，这归因于狄拉克电子。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Hall effect in a ferromagnetic Kagome-lattice semimetal
具有破缺时间反转对称性的磁性Weyl半金属由于其大的Berry曲率而有望产生强的内禀反常霍尔效应。在这里，我们报告了一个磁性Weyl半金属候选人Co 3Sn 2S 2的准二维晶体结构组成的堆叠Kagome晶格。这种晶格提供了一个很好的平台来承载奇异的量子拓扑态。我们观察到一个负的磁电阻，这是符合预期的手性异常的存在下，外尔费米子接近费米能级。反常的霍尔电导率对温度和电荷电导率的增加都是鲁棒的，这证实了动量空间中的固有Berry曲率机制。由于该材料的低载流子密度和能带结构显著增强的Berry曲率，其反常霍尔电导率和反常霍尔角同时达到1130 S cm-1和20%，分别比典型的磁性系统大一个数量级。结合Kagome晶格结构和Co 3Sn 2S 2的长程面外铁磁有序，我们预计这种材料是在二维极限下观察量子反常霍尔态的极好候选者。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of three and two dimensional topological nodal line semimetals
拓扑节线半金属在低载流子浓度下的费米面形状特殊，导致了它们不寻常的光学和输运性质。本文利用久保公式分析了三维和二维节线半金属的线性光学响应。三维节线半金属的光学电导率是各向异性的。沿轴向（\textit{i.e.}，垂直于硅环平面的方向），在低和高载流子掺杂下，Drude重量与化学势具有线性关系。对于径向方向（\textit{i.e.}，平行于环形平面的方向），在从低到高的载流子浓度的过渡中，这种依赖性从线性变为二次。带间对光学电导率的贡献也是各向异性的。特别地，在大频率下，它在轴向方向上饱和到恒定值，并且沿着径向方向随着频率线性增加。在二维节线半金属中，不能诱导带间光学跃迁，对光学电导率的唯一贡献来自带内激发。相应的德鲁德重量是独立的载流子密度在低载流子浓度和线性增加的化学势在高载流子掺杂。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Current Density and Low Thermal Conductivity of Atomically Thin Semimetallic WTe2
石墨烯之外的二维（2D）半金属在原子薄极限中相对未被探索。在这里，我们介绍了一种简便的生长机制，半金属WTe2晶体，然后制造几层测试结构，同时小心避免暴露在空气中的退化。80 nm至2 um长的器件的低场电气测量使我们能够分离固有电阻和接触电阻，揭示迄今为止研究的最薄封装和稳定的WTe2器件（3至20层厚）中的金属响应。高场电测量和电热建模表明，超薄WTe2可以承载非常高的电流密度（接近50 MA/cm 2，高于大多数常见的互连金属），尽管热导率非常低（约3 W/m/K）。这些结果表明，这种层状半金属的空气稳定的技术可行性的几种途径。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetoresistance due to conductivity fluctuations in films of the topological semimetal Cd3As2
最近发现的Dirac和Weyl半金属显示不寻常的磁阻现象，包括一个大的，非饱和的，线性的横向磁阻和负的纵向磁阻。后者通常被认为是费米子具有确定手征性的证据。然而，由于无序或不均匀的电流注入，经典机制也可以产生负纵向磁阻。在这里，我们报告上进行的磁输运测量外延薄膜的Cd 3As 2，三维狄拉克半金属。观察到准线性正横向磁电阻和负纵向磁电阻。通过评估不同厚度的薄膜，并通过相关的温度依赖性的载流子密度和迁移率与磁阻特性，我们表明，这两个准线性的正和负的磁阻是由电导率波动。手性异常不需要解释所观察到的特征。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
AC conductivity and magnetic dichroism of two-dimensional antiferromagnetic Dirac semimetals
本文利用Kubo公式研究了二维反铁磁Dirac半金属CuMnAs的磁光性质，发现调节Néel矢量可改变磁光响应的符号与振幅，并提出磁线二色性光谱可用于确定Néel矢量取向。
2024-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Hall effect in Weyl semimetals induced by chiral anomaly
我们预言了在某些反转对称性破缺的Weyl半金属中存在非线性霍尔效应。当Weyl节点对的能量色散是偏斜的--Weyl锥是“倾斜的”--反常速度和手征反常的协同作用引起非线性霍尔效应。这种霍尔电导率在电场和磁场中都是线性的，并且严重依赖于外尔锥的倾斜。我们还表明，这种效果并不依赖于一个有限的Berry曲率偶极子，相反的内在量子非线性霍尔效应，最近观察到的II型外尔半金属。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect in the Weyl semimetal GdPtBi
在凝聚态系统中观测到外尔费米子和狄拉克费米子是最重要的发现之一。在极少数可用的工具来表征外尔半金属通过电输运，负磁阻是最常用的。考虑到这种方法的不足，需要新的工具来表征Weyl半金属中的手征异常。我们采用平面霍尔效应作为研究半Heusler Weyl半金属GdPtBi手征反常的有效手段。该化合物在2K和9T下具有1.5mohm cm的大平面霍尔电阻率值。我们的分析表明，所观察到的振幅主要由Berry曲率和手征异常贡献。通过角相关输运的研究，我们建立了GdPtBi与相对较小的轨道磁电阻是一个理想的候选人，以观察大平面霍尔效应。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of anisotropy and disorder on the conductivity of Weyl semimetals
我们研究了单轴各向异性（费米速度比$ξ= v_\bot/v_\parallel\neq1$）考虑散射的载流子的一类杂质的潜力，短期和长期的外尔半金属的直流电导率。我们得到的比率的横向和纵向（相对于各向异性轴）的电导率作为$ξ$和温度的函数。我们发现，在短程无序的情况下，横向和纵向电导率表现出不同的温度依赖性。对于一般的长程无序，温度依赖性（$\sim T^4$）的电导率原来是不敏感的强（$ξ\gg$和$\ll1$）和弱（$ξ\approx1$）各向异性的限制的各向异性。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Light-induced anomalous Hall conductivity in massive 3D Dirac semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
本文通过超快光谱实验证明，圆偏振光可在顺磁相大质量狄拉克半金属Co₃Sn₂S₂中诱导反常霍尔电导率，验证了Floquet理论预言的狄拉克-外尔转化机制。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of the type-II Weyl semimetal TaIrTe$_4$
TaIrTe $_4$是具有最小可能数量的外尔节点的候选外尔II型半金属的示例。四个节点被报告存在于$k$空间中的单个平面。与外尔节点相关的锥形色散的存在还有待实验证明。在这里，我们使用光学光谱作为探测器的能带结构在低能量的规模。研究光学电导率使我们能够探测零动量的带内和带间跃迁。在TaIrTe $_4$，我们观察到一个狭窄的德鲁德贡献和带间电导率，可能是一致的倾斜线性带色散高达40 meV。带间电导率允许我们建立圆锥色散的有效参数;有效速度$v=1.1\cdot 10^{4}$ ~m/s和倾斜$γ=0.37$。输运数据，塞贝克和霍尔系数，定性一致的能带结构中的锥形功能。定量的分歧可能与TaIrTe $_4$的多波段性质有关。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic semimetals and quantized anomalous Hall effect in EuB6
磁序与拓扑半金属之间的新关系的探索在基础和应用研究领域都引起了极大的兴趣。在这里，我们预测，软铁磁（FM）材料EuB 6可以实现多个拓扑半金属相通过简单地调整的磁矩的方向。当磁矩沿[001]方向排列时，EuB6是一种拓扑的线半金属，当磁矩沿[111]方向旋转时，EuB6演化为具有三对Weyl节点的Weyl半金属.有趣的是，我们确定了一种新的半金属相，其特征在于节线和外尔节点的共存，矩在[110]方向上。拓扑的表面状态和异常的霍尔电导率，这是敏感的磁秩序，已被计算，并预计将实验观察。在[111]取向的量子阱结构中可以实现大陈数量子反常霍尔效应。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of layered topological semimetal TaNiTe$_5$
University of Zagreb（萨格勒布大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；University of Fribourg（弗里堡大学）；University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究通过红外光谱揭示层状拓扑半金属TaNiTe$_5$的三维电子结构，证实其具有各向异性金属特性。
2026-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Planar Hall Effect in the Dirac Semimetal ZrTe5
最近，在Dirac/Weyl半金属中，由于手征反常引起的巨平面霍尔效应被预言。ZrTe 5被认为是一种介于弱拓扑绝缘体和强拓扑绝缘体之间的有趣的狄拉克半金属，尽管这一说法仍然存在争议。在这里，我们报告的观察在ZrTe 5的巨大的平面霍尔电阻率，显示两个不同的磁场依赖性的理论预测和最大的Lifshitz转变温度。我们发现，随着ZrTe 5纳米片厚度的减小，巨大的平面霍尔电阻率逐渐消失，这可能归因于样品的3D性质的消失。此外，我们还观察到一个非平凡的Berry相，手征异常诱导的负纵向磁电阻，和一个巨大的面内各向异性磁电阻在这些ZrTe 5纳米片。所有的实验观测都一致地证明了ZrTe_5是一种Dirac半金属。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermopower and thermal conductivity in the Weyl semimetal NbP
外尔半金属NbP表现出极大的磁阻（MR）和超高的迁移率。大的MR源于电子型和空穴型载流子之间近乎完美的补偿和高迁移率的组合，这与拓扑能带结构有关。在这项工作中，我们报告的温度和场依赖性的热电势和导热系数的实验NbP。此外，我们进行了补充热容，磁化和电阻率测量。在9 T的磁场下，我们发现了一个在50 K时最大值为800 $μ$ V/K的巨绝热磁热电势。在散装材料中很少观察到如此大的影响。我们认为，这种效应的起源可能与高的电荷载流子迁移率。我们进一步观察到显着的量子振荡的热导率和热电。所得到的频率比较以及与我们的热容和磁化数据。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant intrinsic spin Hall effect in the TaAs family of Weyl semimetals
自发现以来，拓扑绝缘体由于其表面态携带的自旋电流具有自旋-动量锁定效应，被认为是理想的自旋电子材料。然而，体掺杂问题仍然是阻碍此类应用的障碍。在这项工作中，我们预测，一个新发现的家庭的拓扑材料，外尔半金属，表现出大的内在自旋霍尔效应，可用于产生和检测自旋电流。我们的$ab~initio$计算揭示了一个大的自旋霍尔电导率，是可比的$4d$和$5d$过渡金属。自旋霍尔效应本质上来源于Weyl半金属的体能带结构，它表现出大的Berry曲率和自旋-轨道耦合，因此拓扑绝缘体中的体载流子问题自然避免。我们的工作不仅为外尔半金属在自旋电子学中的应用铺平了道路，而且为在各种拓扑材料中寻找自旋霍尔效应提供了新的指导。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Linear Hall Effect in Multi-Weyl Semimetals
本文通过低能有效模型与紧束缚模型研究多 Weyl 半金属中 Berry 曲率诱导的二阶和三阶非线性霍尔效应，预测三阶信号并给出可实验测量的特征与电导率估算。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Domain-Wall Hall Magnetoresistance in Magnetic Topological Semimetal
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology, Institute for Advanced Materials, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University（华南师范大学）
研究磁性拓扑半金属中多域态下的巨域墙霍尔磁电阻，揭示其与拓扑韦尔能带 Berry 相的关系，展现其在多电阻态调控中的潜力。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of the Weyl semimetal NbP
本文研究了（001）取向NbP单晶在6meV~3eV宽光谱范围内的光学性质。巡回运营商导致德鲁德式的贡献的光学响应，我们可以进一步确定两个明显的声子模式和带间跃迁已经开始在相当低的频率。通过将我们的实验结果与计算的带间电导率进行比较，我们可以将测量电导率中观察到的特征归因于某些带间跃迁。特别是，我们发现，由自旋轨道耦合分裂的电子带之间的过渡主导的带间电导率低于100毫电子伏的铌磷。在低温下，NbP中巡游载流子的动量弛豫散射率非常小，导致动量弛豫的宏观特征长度尺度约为0.5 $μ$ m。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect in the Dirac semimetal PdTe2
报道了狄拉克半金属PdTe $_2$单晶的合成和磁输运测量。在PdTe $_2$中观察到了多频率的de Haas-van Alphen振荡，从中提取出了小的有效质量和非平凡的Berry相位，暗示了Dirac费米子的可能存在.观察到了由手征反常和非平凡Berry相引起的平面霍尔效应和各向异性纵向电阻率，为PdTe $_2$的非平凡性质提供了有力的证据.当温度升高到150 K时，平面霍尔效应仍然存在。实验结果和理论预测之间的不匹配的可能来源进行了讨论。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetoresistance and sign change of the planar Hall effect due to the negative off-diagonal effective-mass in Weyl semimetals
基于半经典Boltzmann理论，对Weyl半金属的磁电阻效应和平面霍尔效应进行了理论研究，重点研究了能带色散的精细结构。我们发现，负纵向MR和符号变化的PHE发生，因为负的非对角有效质量没有拓扑效应或手征异常物理。我们的研究结果突出了非对角有效质量的关键作用，它可以导致异常的电流磁效应。我们建议PHE在其温度依赖性中产生下降，这使得能够实验检测外尔点。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields
半经典输运理论对于研究电磁效应特别有效。一般来说，半经典理论只适用于弱场，因为它没有考虑朗道量子化。在这里，我们通过考虑半金属中载流子密度的场依赖性的朗道量子化，扩展了传统的半经典理论。扩展的半经典理论甚至在朗道量子化明显的强场中也是适用的。使用这种新的方法，我们解释了定性的变化的角度依赖性的横向磁阻（TMR），各向异性磁阻（AMR），平面霍尔效应（PHE）在铋与磁场的增加。这揭示了最近在半金属铋中观察到的TMR、AMR和PHE的非平凡场致变化的难题。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the quantum Hall effect in confined films of the three-dimensional Dirac semimetal Cd3As2
研究了三维Dirac半金属Cd3As2外延薄膜的磁输运性质。我们发现，一个能隙打开足够的薄膜的体电子态，在低温下，载流子驻留在表面状态占主导地位的电输运。处于这些状态的载流子足够移动以产生量子化的霍尔效应。尖锐的量子化表明，表面传输，几乎是免费的寄生体传导，并铺平了道路，在这类拓扑材料的新的量子输运研究。我们的研究结果还表明，异质结构的方法可以用来研究和工程的量子态的拓扑半金属。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemical pressure effect on the optical conductivity of the nodal-line semimetals ZrSi$Y$ ($Y$=S, Se, Te) and ZrGe$Y$ ($Y$=S, Te)
ZrSiS是一种半金属材料，其电子能带结构中含有一条菱形的Dirac节点线。通过反射率测量和密度泛函理论计算，对ZrSiS及其相关化合物ZrSiSe、ZrSiTe、ZrGeS和ZrGeTe的光学电导率进行了比较研究.除ZrSiTe外，所有化合物的电导率都呈现明显的U形，在10000 cm $^{-1}$附近有一个尖锐的峰.光学电导率的U形是由于沿着节线彼此交叉的线性色散带之间的过渡。尖锐的高能量峰与几乎平行的能带之间的跃迁有关，并且其能量位置取决于与$c$ / $a$比率相关的层间键合，该比率可以通过化学或外部压力来调节。对于ZrSiTe，另一对交叉带出现在费米能级附近，波纹线的电子结构，并导致观察到的光学电导率的差异。研究结果表明，$X$ =Si，Ge，$Y$ =S，Se，Te的Zr $XY$化合物中的狄拉克物理与层间成键密切相关。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pseudo anomalous Hall effect in semiconductors and semimetals: A classical perspective
本文通过多谷模型分析证明半导体和半金属中看似反常的霍尔效应非线性可由经典洛伦兹力机制完全解释，并以ZrTe₅为例验证其贡献不可忽略。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing domain wall dynamics in magnetic Weyl semimetals via the non-linear anomalous Hall effect
本研究聚焦磁性外尔半金属的畴壁动力学，探究自旋转移矩介导的电场诱导畴壁相变及其电荷输运特征，发现瞬态局域非线性反常霍尔效应等可直接探测磁化动力学与畴壁位置，并讨论了实验观测方案。
2022-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Spin Hall Conductivity Platform in Triply Degenerate Semimetal
一般认为导电平台只能存在于具有拓扑非平凡体占据态的绝缘体中。这种规律在二维量子（反常）霍尔效应、量子自旋霍尔效应和三维拓扑绝缘体中均有体现。本文提出了一种在费米能级附近具有三重简并点的三维金属材料中的自旋霍尔电导平台。利用四带\textbf{k} ${\cdot}$ \textbf{p}模型，证明了金属体系的$|\frac{3}{2},\pm\frac{3}{2}\rangle$态和$|\frac{1}{2},\pm\frac{1}{2}\rangle$态之间可以形成SHC平台。我们进一步的从头计算预测，一个接近理想的SHC平台，在实验合成的TaN。SHC平台的宽度达到0.56eV，希望能在高温下工作。TaN的电导率张量表明其自旋霍尔角达到-0.62，这比以前报道的许多材料都要大，使其成为产生稳定自旋电流的优秀候选材料。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear magneto-chiral transport in tilted type-I and type-II Weyl Semimetals
外尔半金属中的Berry曲率导致了非常有趣的磁电和磁热输运性质。在本文中，我们探讨了破坏时间反演对称性的外尔结倾斜对I型和II型外尔半金属磁电电导率的影响。使用Berry曲率连接玻尔兹曼输运形式主义，我们发现，除了由倾斜引起的二次B校正，也有各向异性和B-线性校正的电导率矩阵的几个元素。对于垂直于倾斜方向施加磁场的情况，我们证明了有限的B-线性横向电导率分量的存在性。对于另一种平行于倾斜轴的磁场，纵向电导率出现B线性修正，导致磁阻测量中出现不对称的线形。与二次B校正不同，这些线性校正与化学势无关，并且对倾斜轴的方向和所施加的磁场敏感。我们的系统分析的完整的磁电电导率矩阵，预测几个具体的实验签名相关的倾斜的Weyl节点在I型和II型Weyl半金属。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Weyl orbit and quantum Hall effect in Dirac semimetal Cd3As2
拓扑狄拉克半金属由于相对表面上开费米弧之间的耦合，在表面态中表现出一种新的回旋轨道，称为外尔轨道。在这里，通过降低Cd 3As 2纳米片中的载流子密度，我们观察到从多频到单频的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡在受到面外磁场时的交叉，表明表面传输的主导作用。随着磁场的增加，SdH振荡进一步发展为纵向电阻不为零的量子霍尔态.通过跟踪振荡频率和霍尔平台，我们观察到塞曼分裂和提取朗道能级指数以及子带数。与传统的二维系统不同，这种独特的量子霍尔效应可能与量子化的外尔轨道有关。我们的研究结果呼吁进一步研究拓扑半金属低维结构中的奇异量子霍尔态。
2017-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-tunable large anomalous Hall effect of the ferromagnetic kagome-lattice Weyl semimetal Co3Sn2S2
在金刚石对顶砧装置上研究了磁性拓扑半金属Co_3Sn_2S_2的反常霍尔效应在44.9-50.9 GPa压力范围内的压力演化。在0.2-50.9 GPa的压力范围内，同步辐射X射线衍射没有发现明显的结构相变痕迹。我们发现，反常的霍尔电阻率和铁磁性随着压力的增加而单调抑制，并在22 GPa附近几乎消失。反常的霍尔电导率在低温下随压力的变化而非单调变化，涉及原始和紧急Weyl节点之间的竞争。结合第一性原理计算，我们揭示了高压下反常霍尔效应是由Berry曲率引起的内禀机制.
2019-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Hall effect in strained Weyl semimetals
本文提出了无外磁场时应变外尔半金属的手征霍尔效应。电子-声子耦合通过赝规范势出现在低能费米子区。利用手征动力学理论，我们证明了手征霍尔效应表现为在结构畸变的情况下对实时变化的电场的响应，它导致了Weyl系统中的空间手征性和电荷分离.我们还表明，耦合的电子声学声子作为一个无隙激发导致出现在$ω=ω_{el}$，其中$ω_{el}$被定义为一个特征频率与赝磁场的光吸收峰。我们还提出了应变诱导平面霍尔效应作为手征反常方程的另一个输运特征。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized Thermoelectric Hall Effect Induces Giant Power Factor in a Topological Semimetal
热电学通过从废热直接发电而具有前景。然而，由于低温下电子熵的消失，（亚）室温热电一直是一个长期存在的挑战。拓扑材料为能量收集应用提供了新的途径。最近的理论预测，拓扑半金属在量子极限可以导致一个大的，非饱和的热电势和量子化的热电霍尔电导率接近普适值。在这里，我们实验证明了非饱和热电势和量子化热电霍尔效应的拓扑外尔半金属（WSM）的磷化钽（TaP）。在~ 40 K时观察到了纵向热电势Sxx= 1.1 × 10^3 μ V/K和巨大的功率因数~525 μ W/cm/K^2，这主要归因于量子化的热电霍尔效应。我们的工作突出了独特的量子化热电霍尔效应实现WSM对低温能量收集应用。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall effect and semiconductor to semimetal transition in biased black phosphorus
研究了在垂直电场和磁场作用下黑磷中二维电子气的量子霍尔效应。在没有偏置电压的情况下，外部磁场导致能谱量子化为等距朗道能级，电子和空穴带具有不同的回旋频率。所施加的电压减小带隙，并且最终发生半导体到半金属的转变。这个非平凡的阶段的特点是出现了一对狄拉克点的频谱。因此，朗道能级不再是等距的，而是遵循狄拉克晶体作为石墨烯的$\varepsilon_n\propto \sqrt{nB}$特性。通过使用Kubo-Bastin公式在核多项式方法的背景下，我们计算的霍尔电导率的系统。我们得到了一个$σ_{xy}\propto 2n$量子化的霍尔电导率在带隙相（标准量子霍尔效应制度），和一个$σ_{xy}\propto 4(n+1/2)$量子化的半金属相，狄拉克系统的特征与非平凡的拓扑结构。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
3D quantum Hall effect of Fermi arcs in topological semimetals
量子霍尔效应通常在二维系统中观察到。我们证明了费米弧可以在拓扑半金属中产生独特的三维量子霍尔效应。由于拓扑约束，单个表面处的费米弧具有开放的费米表面，其不能承载量子霍尔效应。通过外尔节点辅助的“虫洞”隧穿，相对表面的费米弧可以形成完整的费米环，并支持量子霍尔效应。费米弧的边缘态显示出独特的三维分布，给出了（d-2）维边界态的一个例子。这与单表面拓扑绝缘体的表面态量子霍尔效应明显不同。当费米能扫过外尔节点时，片霍尔电导率从1/B依赖性演化到外尔节点处的量子化平台。这种行为可以通过调谐拓扑半金属板（例如TaAs族、Cd $_3$ As $_2$或Na $_3$ Bi）中的栅极电压来实现。这项工作不仅对寻找费米弧的输运特征，而且对探索其他拓扑相物质中的新型电子气具有指导意义。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum geometric signatures of Link-Unlink transitions and nonlinear Hall response in Hopf-link semimetals
Institute of Physics（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立大学）；Centre for Nanotechnology, IIT Roorkee（鲁尔基理工学院纳米技术中心）
该研究理论探究霍普夫链接半金属的量子几何性质，利用其PT对称性抑制贝里曲率贡献，通过微扰实现仅由量子度量驱动的内禀非线性霍尔效应，可区分链接相与平凡相。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-topological Origin of the Planar Hall Effect in Type-II Dirac Semimetal NiTe2
Dirac和Weyl半金属是新发现的拓扑非平凡材料，在Dirac/Weyl点附近具有线性带色散。当施加非正交的电流和磁场时，会出现一种称为手征异常的奇异现象，并且可以检测到负纵向电阻。最近，一种新的现象--平面霍尔效应（PHE）被认为是在许多拓扑半金属中观察到的手征反常的另一种表征。然而，PHE是否仅仅是由手征反常引起的仍然是一个问题。在这里，我们证明了PHE在一个新发现的II型狄拉克半金属NiTe 2的低温输运。然而，经过详细的分析，我们得出结论，PHE的结果从平凡的轨道磁阻。这一工作揭示了PHE不是手性反常的充分条件，在这类研究中需要特别注意其他非拓扑贡献。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Spin Hall Effect and Axial Current Generation in a Dirac Semimetal
我们研究了三维无质量狄拉克费米子模型中的电输运，该模型描述了在拓扑材料中实现的狄拉克半金属态。我们推导了一组相互依赖的扩散方程，其中包含了电荷密度和自旋密度对外加电场的响应。通过求解具有边界的系统的扩散方程，我们证明了即使传统的自旋电流算符为零，也会发生自旋积累的自旋霍尔效应。与手征对称性相关的Noether电流，称为轴向电流，也进行了讨论。我们证明了轴向电流在边界附近流动，并且它垂直于电流。
2016-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
