Experimental observation of anisotropic Adler-Bell-Jackiw anomaly in type-II Weyl semimetal WTe$_{1.98}$ crystals at the quasi-classical regime
第二类外尔半金属中的非对称电子色散理论上具有各向异性输运性质。在费米能级精细调整的WTe $_{1.98}$晶体中，我们观察到了显著的各向异性Adler-Bell-Jackiw（ABJ）反常。沿WTe $_{1.98}$ a轴和b轴的量子数$C_w$（表示ABJ异常强度的系数）在2 K时分别为0.030和0.051 T $^{-2}$。我们发现温度敏感的ABJ异常归因于从第二类Weyl半金属到平凡半金属的拓扑相变，这是通过第一性原理计算使用实验确定的晶格参数在不同温度下验证.理论电输运研究表明，在WTe $_{1.98}$中沿a轴和b轴的各向异性ABJ的观测结果是准经典电输运的结果.我们的工作表明，电子掺杂的WTe $_2$是一个理想的游乐场，探索新的性质在II型外尔半金属。
2016-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Negative Magnetoresistance in Weyl semimetals NbAs and NbP: Intrinsic Chiral Anomaly and Extrinsic Effects
手征反常引起的负磁电阻（NMR）已被广泛用作拓扑半金属中外尔费米子存在的重要输运证据。在这篇小综述中，我们讨论了非中心对称的NbP和NbAs的NMR现象的一般观察。我们表明，NMR可以贡献的外尔费米子和/或外在的影响，如叠加的霍尔信号，场依赖的非均匀的电流在体，即电流喷射，和弱本地化（WL）共存的平凡载流子的内禀手性异常。这种WL控制的NMR在很大程度上取决于样品质量，其特征在于在升高的温度下从正向负MR增长的明显交叉，作为相相干时间和体平凡口袋的自旋轨道散射常数之间的竞争的结果。因此，需要仔细检查NMR和手性异常的相关性，而无需其他互补技术的支持。由于自旋简并度的提升，外尔费米子的自旋方向与动量平行或反平行，这是一种独特的物理性质，称为螺旋度。螺旋度守恒为外尔费米子的输运提供了强有力的保护，而外尔费米子只能被磁性杂质有效地散射。因此，磁性和非磁性杂质的化学掺杂在探测外尔费米子的存在方面比NMR方法更有说服力。
2016-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Scattering-dependent transport of SrRuO3 films: From Weyl fermion transport to hump-like Hall effect anomaly
最近对Weyl费米子量子输运现象的观察引起了人们对4d铁磁钙钛矿SrRuO 3磁性Weyl半金属的关注。此外，该材料还具有类似驼峰的霍尔效应反常现象，这可能与材料的拓扑结构有关。在这里，我们表明，这种现象的出现是由散射的程度所决定的缺陷密度（Ru-缺陷和/或界面驱动的缺陷散射）和测量温度（声子散射），其中前者是通过改变生长条件的SrRuO 3膜在分子束外延以及膜的厚度控制。由此产生的电子输运性质可以分为三类：清洁，中间，和脏制度。外尔费米子的运输出现在清洁制度，而拓扑平凡的导电电子在铁磁金属状态占上风的中间和脏制度。在清洁和中间制度，异常霍尔电阻率服从标度律，将本征Karplus-Luttinger（Berry相）和非本征侧跳机制。只在脏区观察到驼峰状的霍尔效应异常，这与霍尔电阻率异常与纵向电阻率之间的标度律相反。因此，我们得出结论，这种异常不是材料所固有的，也没有拓扑起源。我们还提供了缺陷和温度依赖的输运相图的化学计量比SrRuO 3和Ru-缺陷SrRu0.7O3的外尔费米子和驼峰状霍尔效应异常的外观映射。这些图可作为设计SrRu_（1-x）O_3基自旋电子学和拓扑电子器件的指导。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Chiral gauge field and axial anomaly in a Weyl semi-metal
外尔费米子是（3+1）维的两分量手征费米子。当耦合到规范场时，外尔费米子已知具有轴向异常，这意味着左手和右手外尔费米子的当前守恒不能单独保持。最近，人们在凝聚态系统中提出了外尔费米子，称之为“外尔半金属”。本文提出了磁掺杂拓扑绝缘体中的Weyl半金属相，并研究了该体系中的轴向反常。我们提出，在这个系统中的磁涨落发挥的作用，“手征规范场“，最低限度地耦合到Weyl费米子与相反的电荷两个手征。我们研究了这个系统的反常方程，并讨论了它的物理后果，包括铁磁涡旋线中的一维手征模，以及一种新的等离子体-磁振子耦合。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Observation of the chiral anomaly induced negative magneto-resistance in 3D Weyl semi-metal TaAs
Weyl半金属是石墨烯的三维类似物。根据量子场论，费米能级附近外尔点的出现将引起与手征反常有关的新的输运现象。在本文中，我们报告的第一个实验证据的长期预期的负磁阻产生的手征异常在一个新预测的时间反演不变的Weyl半金属材料TaAs。从非常弱的磁场开始，已检测到清晰的Shubnikov de Haas振荡（SdH）。对SdH峰的分析表明，沿回旋加速器轨道积累的Berry相位为π，表明外尔点的存在。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Weyl Fermion Enhanced Thermal Conductivity Under Magnetic Fields in Antiferromagnetic Topological Insulator Mn(Bi(1-x)Sb(x))2Te4
本文测量了Mn(Bi1-xSbx)2Te4的热导率和塞贝克效应，发现磁场驱动的反铁磁到铁磁转变诱导了电子结构转变，并证实了铁磁相中外尔费米子对正磁热导率的贡献，为拓扑相变提供了证据。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of the Chiral Anomaly in Weyl Semimetals in a Strong Magnetic Field
外尔半金属的低能准粒子是相对论场论中外尔费米子的凝聚态实现。手征反常是指手征电荷在平行电场和磁场作用下的不守恒现象，它可以说是外尔半金属中最重要的现象，被解释为手征相反的零朗道能级的占有率之间的不平衡。这一被广泛接受的图景成为后续研究的基础。在这里，我们报告的基础上从头计算的强磁场中的外尔半金属的手征异常的崩溃。一个相当大的能隙，敏感地依赖于磁场的方向可能会打开，由于混合的零朗道能级与相反的手征外尔点，是远离彼此的布里渊区。我们的研究提供了一个理论框架，了解广泛的现象密切相关的手性异常拓扑半金属，如磁输运，热电响应，等离子体激元，仅举几例。
2017-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral-anomaly-driven magnetotransport in the correlated Weyl magnet Mn$_3$Sn
在强关联材料中寻求拓扑状态是具有挑战性的，但从基础研究和应用的角度来看是必不可少的。手性反铁磁体Mn $_3$ Sn中的磁性Weyl半金属（WSM）态具有很强的电子关联，为探索Weyl费米子与关联物理之间的相互作用提供了一个有趣的舞台。WSM态的一个显著特征是手征反常，然而电子关联对手征反常的潜在影响尚未被探索。在这里，我们报告了一个全面的平面内磁输运性能的单晶锰$_{3+x}$锡$_{1-x}$与三个不同的Mn掺杂水平（$x=0.053$，0.070和0.090）的研究。过量的Mn导致玻璃态铁磁行为和近藤效应，除了相对于外尔节点的化学势移动。因此，Mn掺杂水平的系统调谐使我们能够研究自旋涨落散射，相关效应和手性异常之间的相互作用。我们确定了负纵向磁电阻和平面霍尔效应特定的手征异常的所有三个掺杂水平，表明手征异常持续存在的强相关性。
2022-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-Selective Anomaly and Chiral Mode Reversal in Type-II Weyl Materials
Weyl费米子的三维凝聚态化身通常具有倾斜的色散-与其难以捉摸的高能亲戚形成鲜明对比，在那里倾斜被洛伦兹不变性所禁止，并且与二维石墨烯片的低能激发形成鲜明对比，其中倾斜被晶体或粒子-空穴对称性所禁止。最近，一些材料（MoTe $_2$、LaAlGe和WTe $_2$）已被确定为所谓的II型外尔费米子的宿主，其色散是如此强烈地倾斜，以至于形成费米面，由此外尔节点成为连接电子和空穴袋的奇点。我们在这里预测，这些系统具有显着的性质，在存在的磁场。最突出的是，我们表明，手征异常的性质取决于关键的相对角度之间的施加的字段和倾斜，以及反转不对称overtilting可以引起手征电荷反转与违反守恒的手征电荷已知的I型外尔材料。场选择性异常提供了一种新的磁光共振，提供了一种实验方法来检测隐藏的Weyl节点。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral anomaly induced negative magnetoresistance in topological Weyl semimetal NbAs
本文报道了外磁场与电场平行时NbAs中Weyl费米子的锥间输运，这种量子现象称为Adler-Bell-Jackiw反常.令人惊讶的是，NbAs中产生的负磁阻（MR）显示出与NbP的显著差异。所观察到的低场正MR下降，这是在低温下失踪的NbP，表明自旋轨道耦合（SOC）是显着更强的NbAs比前者。结果表明，砷对TaAs和NbAs中有机碳的贡献不可忽略。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical evidence of the chiral magnetic anomaly in Weyl semimetal TaAs
在Weyl材料TaAs中观察到了来自太赫兹频率振荡的光学电场的手征泵浦，其中电场和磁场沿a轴和c轴对齐。首次直接测量了自由载流子光谱权重增强，证实了手性泵浦的理论预期。偏离线性场依赖性的德鲁德重量观察在量子极限的最高领域，提供直接证据的场依赖性费米速度的手征朗道水平。讨论了光学f和规则对外尔半金属中手征磁效应的意义。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of the Adler-Bell-Jackiw chiral anomaly in a Weyl Fermion semimetal
外尔半金属提供了外尔费米子在固态物理中的实现。在外尔半金属引起的所有物理现象中，手征反常是最不寻常的一种。在这里，我们报告签名的手性异常的磁输运测量的第一外尔半金属钽砷。我们在平行的电场和磁场下表现出负磁阻，也就是说，与大多数金属的电阻率在外部磁场下增加不同，我们观察到，当磁场沿电流方向施加一定范围的场强时，我们的高迁移率TaAs样品变得更具导电性。我们提出了系统的详细数据和仔细的分析，这使我们能够排除其他可能的来源所观察到的负磁阻。我们的运输数据，证实了光电发射测量，第一性原理计算和理论分析，共同证明签名的Weyl费米子手征异常的TaAs的磁输运。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal and gravitational chiral anomaly induced magneto-transport in Weyl semimetals
外尔半金属中的量子异常（对于${\bf E}\cdot{\bf B} \neq 0$或${\bf \nabla}T\cdot{\bf B} \neq 0$）导致相反手性节点之间的手性电荷和能量泵送。这导致外尔节点之间的手性电荷和能量不平衡，这表现在几个有趣的磁输运现象中。在这里，我们调查的作用，电，热，和重力手征异常的磁输运外尔半金属。我们预测平面Ettinghausen和Righi-Leduc效应是这些量子异常的一个独特的签名。我们还证明了一个显着的增强的热电电导率，塞贝克效应，能斯特效应和热导率随着温度的升高。有趣的是，这种异常引起的输运违反了Wiedemann-Franz定律和Mott关系。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Chiral anomaly and longitudinal magnetotransport in type-II Weyl semimetals
本文在准经典玻尔兹曼框架下分析第二类外尔半金属的手性反常，发现其诱导的正纵向磁电导率沿任意方向均存在，纠正了此前认为其垂直磁场下消失的观点。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Experimental signatures of the mixed axial-gravitational anomaly in the Weyl semimetal NbP
外尔半金属是一种材料，在这种材料中，电子有效地表现为一种无质量的相对论粒子，称为外尔费米子。这些粒子有两种味道，或称手征性，并且受到量子反常的影响，即量子涨落打破了守恒定律。例如，在平行的电场和磁场中，每种手征的外尔费米子的数量并不独立守恒，这种现象被称为手征异常。此外，一个潜在的弯曲时空提供了一个独特的贡献，手征不平衡，一种被称为混合轴向引力异常的效应，这仍然是实验上难以捉摸的。然而，混合规范重力异常的存在最近被绑到热电输运在磁场，即使在平坦的时空，打开了大门，实验探测这种类型的异常外尔半金属。利用温度梯度，在共线温度梯度和磁场（DT）条件下，我们在Weyl半金属NbP中实验观察到正的纵向磁热电导（PMTC|| B）在超量子极限中消失。这一观测结果与轴向重力混合异常的存在相一致。我们的工作提供了明确的实验证据，存在一个混合的轴向引力异常的外尔费米子，一个杰出的理论概念，到目前为止，逃避实验检测。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Topological Singularity Induced Chiral Kohn Anomaly in a Weyl Semimetal
电子-声子相互作用（EPI）在固态物理中的各种现象中起着重要作用，例如金属的电阻率、半导体中的载流子迁移率、光学跃迁和极化子效应、热载流子的寿命、BCS超导体中的转变温度，甚至用于量子信息处理的金刚石氮空位中心的自旋弛豫。然而，由于弱EPI强度，大多数现象都集中在电子性质，而不是声子性质。一个突出的例外是Kohn异常，当声子波矢嵌套金属的费米表面时，声子软化可以出现。在这里，我们报告了一类新的Kohn异常拓扑Weyl半金属（WSM），预测的场论计算，并通过实验观察到非弹性X射线和中子散射WSM磷化钽（TaP）。与传统的Kohn异常相比，WSM中的费米表面具有Weyl节点的多个拓扑奇异性，从而导致具有手征选择、幂律发散和不可忽略的动力学效应的独特嵌套条件。我们的工作将Kohn反常的概念引入到WSM中，为阐明突现拓扑材料中的EPI机制提供了新的思路。
2020-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon helicity and Nieh-Yan Anomaly in the Kramers-Weyl semimetals of Chiral Crystals
Nieh-Yan反常描述了Dirac费米子与挠率场耦合引起的手征电荷的不守恒。由于扭转场超越了广义相对论，这种效应仍然是假设性的，在高能物理学的背景下，它与我们宇宙的相关性还不清楚。在这项工作中，我们提出，声子可以诱导的Kramers-Weyl费米子通过电子-声子相互作用在一个非磁性的手征晶体的扭转场，从而导致Nieh-Yan异常的发生在这个凝聚物质系统。结果表明，Nieh-Yan项对声子动力学有很强的影响，并导致了声学声子的螺旋性，即在有限声子动量下，两个横声子模相互混合，形成角动量不为零的圆极化，并且由于时间反演对称性，声子角动量的符号相反。声子螺旋度可以通过测量由温度梯度驱动的总声子角动量来探测。
2021-04-10 cond-mat.mtrl-sci hep-th
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
Magnetic torque anomaly in the quantum limit of the Weyl semi-metal NbAs
具有线性色散的材料中的电子表现为无质量的外尔或狄拉克准粒子，并且由于它们与难以捉摸的超相对论粒子的相似性以及它们在未来电子学中的潜力而继续引起物理学家的兴趣。然而，外尔费米子的实验特征往往是微妙和间接的，特别是当它们与传统的大质量准粒子共存时。在这里，我们报告了一个大的异常的外尔半金属铌砷的磁矩后进入“量子极限”状态，在高磁场，拓扑校正的能谱成为主导。量子极限扭矩显示出显著的符号变化，表明磁各向异性的逆转，这可以直接归因于外尔半金属的拓扑性质。我们的研究结果表明，反常的量子极限扭矩测量提供了一个简单的实验方法来识别外尔和狄拉克半金属。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualizing the chiral anomaly in Dirac and Weyl semimetals with photoemission spectroscopy
量子反常是量子涨落对经典对称性的破坏。它们决定了从基本粒子到晶体材料的不同性质的物理系统如何对外部扰动作出拓扑反应，而对局部细节不敏感。反常范例是由手征反常的发现引发的，手征反常有助于π介子衰变为光子，并影响$^3$ He-A中超流涡旋的运动。在固态下，它也从根本上影响拓扑Weyl和狄拉克半金属的性质，最近在TaAs，Na $_3$ Bi，Cd $_3$ As $_2$和ZrTe $_{5}$中实验实现。在这项工作中，我们提出的手征异常，不同的手征费米子之间的电荷密度不平衡的非正交电场和磁场诱导的最确定的后果，可以直接观察到这些材料与现有的技术的光电子能谱。与角度分辨率，手征异常被识别的特征注意到形状的图案的发射光谱，起源于不平衡的占领的体状态和以前未报道的动量依赖的能量转移的表面状态费米弧。我们进一步证明，手性异常同样留下的角度平均发射光谱的印记，方便其实验检测。因此，我们的工作提供了必要的理论输入，以促进凝聚态物质中的手征异常的直接可视化。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generic Chiral Anomaly and Planar Hall Effect in a Non-Weyl System
本研究发现手征反常可解释无外尔点的节点线半金属ZrTe$_5$的磁输运关键特征，指出量子极限下准一维输运且费米速度足够大时该机制普适，解释了其负LMR及特殊PHE特性。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The chiral anomaly factory: Creating Weyl fermions with a magnetic field
外尔费米子可以通过施加磁场在具有时间反转和反转对称性的材料中产生，最近对反常负磁阻的测量证明了这一点。在这里，我们对这些材料中的外尔点进行了彻底的分析：通过强制晶体对称性，我们对由与高对称轴对齐的场产生的外尔点的位置和电荷进行了分类。该分析通常适用于在$T_d$、$D_{4h}$和$D_{6h}$点群中具有能带反转的材料。对于$T_d$点群，我们发现外尔节点在磁场的所有方向上都是存在的。此外，我们还计算了半经典体系中外尔费米子的反常磁电阻。我们发现，磁电阻可以标度非二次磁场，在与本征外尔节点的材料相比。我们的研究结果是相关的未来实验中的半经典制度。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
