IrF4: From Tetrahedral Compass Model to Topological Semimetal
拓扑学、对称性和磁性的交叉产生了可能相的丰富结构。在这项工作中，我们从理论上研究了IrF4，这是最近被确定为一个可能的候选人的拓扑节点链半金属在没有磁秩序的磁性的后果。我们表明，自旋轨道性质的Ir矩产生强烈的各向异性磁耦合类似四面体罗盘模型的金刚石晶格。预测的磁基态保持关键的对称性保护的节线，使他们坚持到有序相在平均场水平。其他对称性减少的后果也进行了讨论。
2022-12-12 cond-mat.str-el
muSR and inelastic neutron scattering investigations of the caged type Kondo semimetals: CeT2Al10 (T=Fe, Ru and Os)
最近，具有通式CeT 2Al 10（T=Fe，Ru和Os）的Ce基笼型化合物由于在CeFe 2Al 10中观察到的Kondo半导体顺磁基态（低至40 mK）和在Kondo半金属CeRu 2Al 10和CeOs 2Al 10中的低温下形成自旋能隙的高磁有序温度而引起了相当大的兴趣。从近藤半导体/半金属态本身形成的长程磁有序是非凡的，这些是电子基态神秘共存的第一个例子。这些化合物也表现出很强的各向异性的磁性和输运性质，这已经解释的基础上单离子晶体电场（CEF）的各向异性的存在下，强烈的各向异性的杂交之间的本地化4f-电子和传导电子。此外，它们还表现出在Ce或T或Al位点上掺杂的磁性和输运性质的显著改变。在这篇综述中，我们简要地讨论了这些化合物的体性质，给出了我们的μ子自旋弛豫（muSR）调查和非弹性中子散射（INS）的结果进行了详细的讨论。
2013-11-25 cond-mat.str-el
Robust superzone gap opening in incommensurate antiferromagnetic semimetal EuAg$_4$Sb$_2$ under in-plane magnetic field
本研究针对反铁磁半金属EuAg$_4$Sb₂中的自旋莫尔超晶格（SMS），通过多种测量揭示其非公度摆线磁基态与多自旋重取向相，发现面内磁场下双q相自旋重取向时带隙仍稳健打开，证实SMS的磁场稳定性，确立该材料为相关电子现象研究的可调平台。
2025-05-17 cond-mat.str-el
Robustness of the semimetal state of Na3Bi and Cd3As2 against Coulomb interaction
研究了费米子色散具有强各向异性的三维狄拉克半金属中激子半金属-绝缘体的量子相变。通过求解激子带隙的Dyson-Schwinger方程，得到了库仑相互作用强度参数和费米子速度各向异性参数所覆盖的平面上的全局相图。我们发现，激子间隙产生促进相互作用变得更强，但抑制，如果各向异性增加。将我们的结果应用于两个实际的三维Dirac半金属Na $_{3}$ Bi和Cd $_{3}$ As $_{2}$，我们确定了它们的零温基态是无带隙半金属，而不是激子绝缘体.此外，这两种材料远离激子量子临界点，因此不应该有任何可观察到的激子绝缘行为的证据。这一结论与Na $_{3}$ Bi和Cd $_{3}$ As $_{2}$的现有实验基本一致。
2018-04-20 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled periodic Anderson model: Kondo-Dirac semimetal and orbital-selective antiferromagnetic semimetal
University of Houston（休斯顿大学）；Universidad Andrés Bello（安德烈斯贝略大学）
该研究通过自旋-轨道耦合的周期安德森模型，揭示了科尼-狄拉克半金属和轨道选择性反铁磁半金属两种新相，并探讨了狄拉克锥与拓扑态的生成机制。
2025-11-15 cond-mat.str-el
Contrasted Sn Substitution effects on Dirac line node semimetals SrIrO$_{3}$ and CaIrO$_{3}$
钙钛矿型铱酸盐SrIrO $_{3}$和CaIrO $_{3}$是由晶体对称性保护的Dirac线节点半金属，为研究拓扑半金属上的电子相关效应提供了一个有趣的场所。采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_{3}$（001）衬底上外延生长SrIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$和CaIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$薄膜，研究了Sn掺杂的影响。在Sn掺杂时，半金属基态切换成绝缘体。当温度降低时，高于临界掺杂水平（$x_{\text{c}} \sim 0.1$）的SrIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$的电阻率$ρ(T)$显示出在$T = T_{\text{c}}$下从半金属到弱铁磁绝缘体的明确转变。相反，随着$x$的增加，CaIr $_{1-x}$ Sn $_{x}$ O $_{3}$的$ρ(T)$显示出幅度的快速增加，但在温度依赖性中没有显示出金属-绝缘体转变的明显特征。我们认为，这两个密切相关的铱酸盐的对比行为反映了Sn掺杂增强的电子相关和无序的影响之间的相互作用。
2019-11-13 cond-mat.str-el
Fermi-liquid ground state of interacting Dirac fermions in two dimensions
采用无偏零温量子场MonteCarlo方法，对蜂窝晶格上二维哈伯德模型半填充时半金属相的性质进行了分析.结果表明，表征零能单粒子激发相干性的费米能级上无质量狄拉克费米子的准粒子权$Z$可以用长距离等时单粒子格林函数来计算.如果这个量在热力学极限中保持有限，则相关半金属相的低能量单粒子激发由费米液体型单粒子格林函数描述。基于对包含超过一万个位点的有限尺寸团簇的空前大规模数值模拟，我们表明，在低于临界相互作用强度的半金属相中，准粒子重量仍然是有限的。这也得到了费米液体所期望的等时间单粒子格林函数的长距离代数行为（$\sim r^{-2}$，其中$r$是距离）的支持。因此，我们的结果提供了一个数值确认费米液体理论在二维关联金属。
2019-01-18 cond-mat.str-el
Fluctuation-driven, topology-stabilized order in a correlated nodal semimetal
本研究在磁性外尔半金属CeAlGe中发现磁转变温度以上的新型有序态，提出其源于外尔费米子与三维Seiberg-Witten磁单极磁涨落的耦合，揭示了拓扑对基态外电子关联的调控作用。
2023-07-19 cond-mat.str-el
Topological skyrmion semimetals
提出拓扑斯格明子半金属相，其特征为布里渊区基态自旋织构中的拓扑缺陷，发现广义费米弧体-界对应与手性反常响应，为实验研究拓扑斯格明子相及量子斯格明子霍尔效应奠定基础。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological spinon semimetals and gapless boundary states in three dimensions
近年来人们致力于理解具有无隙体激发的物质的拓扑相，其特征在于拓扑不变量和受保护的本征边界态。在这里，我们表明，拓扑半金属的马约拉纳费米子出现在精确可解的Kitaev自旋模型的一系列三维晶格。这些模型的基态都是量子自旋液体，具有Majorana费米子激发的无隙节谱。它示出，这些阶段是拓扑稳定的，只要某些离散对称性得到保护。相应的拓扑指数和无隙边界状态显式计算支持这些结果。与以前的研究相比，非相互作用系统中，在这项工作中讨论的阶段是相互作用自旋系统中的无间隙拓扑相的新例子。
2015-03-18 cond-mat.str-el
A molecular diamond lattice antiferromagnet as a Dirac semimetal candidate
用磁化强度谱和核磁共振谱研究了分子金刚石晶格化合物Ag $_4$（CN）$_5$的基态.我们发现，由于电子关联较强，该系统在102 K的高温下表现出反铁磁长程有序性，但铁磁性较弱。自旋磁化率很好地拟合到钻石晶格海森堡模型与最近邻交换耦合为230 K，表明较少的挫折相互作用。当压力为2 GPa时，相变温度可达$\sim$ 195 K，是有机分子磁体中相变温度最高的。第一性原理能带计算表明，该系统是一个三维拓扑半金属与节点狄拉克线，这已被广泛搜索的半填充金刚石晶格。
2019-02-28 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism and spin density waves in 3D Dirac semimetals
我们进行平均场研究狄拉克半金属可能的磁不稳定性。我们发现，狄拉克电子自然宿主反铁磁或自旋密度波基态，虽然它们的具体配置可能会有所不同，取决于特定的模型，以及化学势和温度。我们还讨论了狄拉克半金属的顺磁磁化率。在这种情况下，当狄拉克电子没有轨道动量时，磁性可能是$μ$和$T$独立的。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Superconductivity induced by doping holes in the nodal-line semimetal NaAlGe
该研究针对节线半金属NaAlGe的赝能隙起源不明问题，通过Zn空穴掺杂调控其固溶体基态，发现赝能隙随掺杂量增加被抑制并出现最高2.8 K的超导穹顶，推测该超导电性源于激子涨落。
2023-10-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Development of the magnetism in the solid solution of the candidate Weyl semimetals Ce$_x$Pr$_{1-x}$AlGe
研究了Ce $_{1-x}$ Pr $_{x}$ AlGe固溶体的宏观和微观物理性质。该系列从具有多$\vec{k}$结构和ab平面中的主要磁矩的CeAlGe调谐到具有与低密度纳米级纹理磁畴壁共存的易c轴铁磁基态的PrAlGe。利用AC-，DC-磁化率，电阻率，比热，μ子自旋弛豫/旋转和中子散射，我们分析了该系列的磁基态。我们提供了进一步的证据支持我们以前的要求自旋玻璃一样的纯PrAlGe的属性。通过将Pr引入CeAlGe，使$x=0$的拓扑多$\vec{k}$磁相稳定所需的有限磁场被抑制。两个端元基态之间的交叉发生在$x=0.3$附近，在该区域中，我们进一步预期$x < 0.3$成为零场基态的场诱导拓扑磁相。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing spin modulations in a magnetically frustrated semimetal EuCuSb
通过对单晶样品的磁化强度、电阻率和中子衍射测量，研究了具有六方层状结构的巡游磁体EuCuSb的竞争磁基态。EuCuSb具有三维半金属能带结构，通过能带计算和角度分辨光电子能谱学证实，与顺磁状态下的近各向同性金属导电性一致。然而，低于反铁磁转变温度TN 1（8.5 K），电阻率，特别是沿六方轴，显着增加。这意味着各向异性磁有序耦合到导电电子的出现。中子衍射测量结果表明，Eu的自旋，在每个层内的顺序铁磁性，共线调制（向上-向上-向下-向下）沿六方轴低于TN 1，其次是部分出现的螺旋自旋调制低于TN 2（6 K）。基于对具有磁滞行为的反常磁电阻的观测，讨论了中心对称结构的类海森堡自旋系统中基态的竞争性质.
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological 'Luttinger' invariants protected by non-symmorphic symmetry in semimetals
Luttinger定理是费米系统相互作用理论中的一个基本结果：它指出，如果粒子数量保持不变，费米表面内的体积不会因相互作用而改变。虽然这是传统上证明使用微扰理论，它可以被看作是从动量平衡的论点，检查基态的响应插入一个单一的通量量子[M. Oshikawa，Phys. Rev. Lett. 84，3370（2000）]。这表明费米海体积是一个拓扑保护量。扩展这种方法，我表明，自旋或自旋旋转保持非对称晶体中的费米子系统具有广义拓扑的“Luttinger不变量”，可以是非零的情况下，即使费米海体积消失。一个非零的Luttinger不变量迫使能带接触，导致半金属的无间隙性源于拓扑结构;打开一个没有对称性破缺的间隙会自动触发分数化。这些不变量的存在与非对称晶体除了在特殊的填充物处之外不能承载带绝缘基态有关。我解释了这些新的不变量的使用表明，他们区分各种类别的二维和三维半金属。
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An improved holographic nodal line semimetal
本文研究了强耦合节线半金属的一种改进的全息模型，它满足二阶张量算符$\barψγ^{μν}ψ$和$\barψγ^{μν}γ^5ψ$之间的对偶关系。对于与上述张量算符对偶的复二型场，我们引入了一个Chern-Simons项和一个质量项，并且这种对偶关系在全息中自动满足。我们发现存在从拓扑节线半金属相到平凡相的量子相变。在拓扑相，费米谱中存在多条拓扑非平凡的节线。的散装几何形状是不同于以前的模型没有对偶约束，而由此产生的性质是定性类似于那些在该模型中。这种改进的模型为分析强耦合节线半金属的输运或其它性质提供了更自然的基础。
2021-05-23 cond-mat.str-el hep-th
Electromagnetic Response of Weyl Semimetals
最近有人提出，基于微妙的场论考虑，外尔半金属和密切相关的外尔绝缘体的电磁响应可以用轴子项E.B来表征，轴子角与空间和时间相关。在这里，我们构建了一个最小的晶格模型的Weyl介质和研究其电磁响应的分析和数值技术相结合。我们证实了在场论处理的基础上所预期的反常霍尔效应的存在。我们发现，与后者相反，手征磁效应（即，由所施加的磁场感生的基态电荷电流）是在半金属和绝缘体相缺席。我们阐明了这种差异的原因。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Kondo resonance at a pristine two-dimensional Dirac semimetal on a Kondo insulator
两种不同材料的接近导致准粒子的复杂耦合，使得在界面处经常实现前所未有的电子状态。在这里，我们证明了共振型多体基态的石墨烯，一个非磁性的二维狄拉克半金属，当生长在SmB 6，近藤绝缘体，通过热分解的富勒烯分子。这种基态通常在具有相关电子的三维磁性材料中观察到。在衬底的特征近藤温度以上，原始石墨烯的电子能带结构保持几乎完整。然而，随着温度的降低，石墨烯的狄拉克费米子与Sm 4f态杂化。随着石墨烯的进一步冷却和载流子密度的增加，杂化和近藤共振显著增强，证明了石墨烯的导电电子在界面处对Sm 4f局域磁矩的近藤屏蔽.这些发现表明，近藤效应在石墨烯中的实现通过SmB 6的接近，这是由石墨烯的温度和载流子密度调谐。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evolution from quantum anomalous Hall insulator to heavy-fermion semimetal in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究通过动量空间量子蒙特卡洛模拟，发现魔角扭曲双层石墨烯在偏离手性极限时，基态从量子反常霍尔绝缘体演化为具有重费米子特征的关联半金属态，并揭示了其光谱特征。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of Valence and Semimetal-to-Insulator Transitions in SmS
最近发现的Yb基金属周期晶体和准晶中Yb原子价涨落引起的一种新的量子临界现象，开辟了关联电子系统中一类新的量子临界现象。为了阐明这一新的概念是否可以推广到其他稀土基半金属和绝缘体，我们研究了在压力下表现出金-黑相变的SmS。通过建立SmS的模型，我们发现Sm的4f和5d轨道间的库仑排斥作用同时驱动了一级价态跃迁（FOVT）和半金属-绝缘体跃迁（MIT），从而解释了金-黑相变.通过确定FOVT的量子临界点，我们澄清了FOVT和MIT的基态相图。我们发现，激子凝聚在半金属和绝缘体阶段。我们的研究结果解释了测量的峰值异常的比热和压缩性在加压的金色SmS，并提供了一个线索，以澄清最近观察到的异常黑色SmS。
2021-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological semimetal-to-insulator phase transition between noncollinear and noncoplanar multiple-Q states on a square-to-triangular lattice
非共线和非共面磁序导致不寻常的电子结构和输运性质。本文研究了两类多Q磁有序态以及它们之间的二维拓扑相变。一种是正方晶格上的共面但非共线的双Q态，它是容纳无质量狄拉克电子的半金属。另一个是三角晶格上的非共面三Q态，它是一个陈氏绝缘体，表现出量子反常霍尔效应。我们在Kondo晶格模型的基础上统一讨论了这两个多Q态的特殊电子结构，认为这两个多Q态之间的量子相变是在正方形和三角形晶格之间连续变化的晶格几何结构.我们系统地研究了这种转变的可能性，通过使用平均场近似的基态的周期性安德森模型。在明确了双Q（三Q）态在正方形（三角形）晶格上稳定的参数区域后，我们证明了在正方形到三角形晶格上双Q Dirac半金属和三Q Chern绝缘体之间确实发生了连续的拓扑相变.过渡的性质进行了讨论的拓扑保护的边缘状态，以及散装的磁性和电子性质。结果表明，在有限温度下可能出现与多Q手征自旋液体态有关的反常临界现象。
2014-12-02 cond-mat.str-el
p-wave superconductivity in Luttinger semimetals
我们考虑三维自旋轨道耦合Luttinger半金属的“自旋”$3/2$粒子在弱吸引相互作用的存在下，在$l=1$（p波）通道，并确定低温相图的粒子和空穴掺杂。相图关键取决于化学势的符号，在空穴掺杂侧有两个不同的态（具有总角动量$j=0$和$j=3$）竞争，在粒子掺杂侧有三个态（一个$j=1$和两个不同的$j=2$）。具有总角动量$j=1,2,3$的库珀对的基态凝聚由Ginzburg-Landau自由能中的四次项甚至六次项选择。有趣的是，我们发现，所有的p-波基态，出现在相图中，而显示不同的模式减少的旋转对称性，保持时间反演对称性。由此产生的准粒子谱要么是完全有隙的，要么是有点节点的，没有节线。
2022-04-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Existence of electron and hole pockets and partial gap opening in the correlated semimetal Ca3Ru2O7
从理论上确定了高温下具有反铁磁和结构转变的关联Ca 3 Ru 2 O 7的电子能带结构，从而对Ca 3 Ru 2 O 7的体自旋阀效应等显着性质有了进一步的认识.然而，它的能带结构和费米面（FS）以下的结构转变还没有解决，即使一个FS组成的电子口袋实验发现。本文报道了在电流和温度梯度分别沿a轴和b轴方向作用下，对一种未掺杂的Ca_3Ru_2O_7单晶的磁电输运和热电性质的测量。沿两个晶轴获得的热电势被发现在低温下显示出相反的迹象，表明FS上的电子和空穴口袋的存在。此外，还推测了FS在T* = 30 K时的变化规律，在此温度下发生了从相干到非相干的明显转变，Hall和Nernst系数的结果表明Ca3Ru2O7在结构转变之下存在依赖于温度和动量的部分能隙开放，在T* 时可能发生Lifshitz转变.实验证明的相关半金属基态在Ca 3 Ru 2 O 7呼吁进一步的理论研究，这一显着的材料。
2018-01-27 cond-mat.str-el
Non-Fermi Liquid in Dirac Semi-metals
量子临界性是电子波函数中涌现尺度不变性的一种表现形式，它产生于复杂的多体量子纠缠。临界性的自然场所之一是干净的未掺杂狄拉克半金属，称为边缘重整化临界相。基态仅从Slater型乘积波函数略微修改，因为来自弱无序和库仑相互作用的散射被抑制。在这里，使用的重整化群（RG）分析，我们表明，一类新的量子临界性出现在狄拉克半金属时，无序强度变得足够强的库仑相互作用的存在下，使量子相变从边缘重整化的临界相的无序为主的阶段出现。临界点处的基态是量子临界非费米液体（NFL），其特征是不存在准粒子等强纠缠低能态的性质。在临界点附近，出现了具有NFL行为的异常宽的温度区域。
2014-09-01 cond-mat.str-el
Symmetric topological Mott insulator and Mott semimetal
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
该研究提出对称拓扑莫特绝缘体与莫特半金属，通过双层 Haldane-Hubbard 模型揭示拓扑绝缘体与半金属的相变机制，并探讨其在二维材料中的应用。
2026-01-05 cond-mat.str-el
Observation of a uniaxial strain-induced phase transition in the 2D topological semimetal IrTe$_2$
应变在固态材料中无处不在，但尽管其具有根本的重要性和技术相关性，但利用外部施加的应变来控制材料性能仍处于起步阶段。特别地，在二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）中对不同相变和拓扑状态的应变控制仍然是一个开放的挑战。在这里，我们利用单轴应变稳定长期争论的结构基态的二维拓扑半金属IrTe $_2$，这是隐藏在未应变的样品。结合角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）的数据显示，应变稳定相具有6x1的周期性，并经历了Lifshitz过渡，授予前所未有的光谱访问以前无法访问的II型拓扑狄拉克状态，占主导地位的修改层间跳跃。支持密度泛函理论（DFT）计算，我们表明，应变诱导的电荷转移强烈削弱层间Te键，从而重塑系统的能量景观有利于6 × 1相。我们的研究结果突出了在层状材料中利用应变工程特性的潜力，特别是在调整层间行为的背景下。
2021-01-11 cond-mat.str-el
Magnetism and anomalous transport in the Weyl semimetal PrAlGe: Possible route to axial gauge fields
在磁性Weyl半金属中，磁性打破了时间反演对称性，预计大的磁敏感异常输运响应可能对拓扑自旋电子学有用。因此，对新的磁性外尔半金属的识别具有很高的需求，特别是因为在这些系统中，外尔节点配置可以容易地使用磁场进行修改。在这里，我们探索实验的磁性半金属PrAlGe，并揭示了易轴Pr铁磁性和异常霍尔和能斯特效应之间的直接对应关系。与第一性原理计算在良好的定量协议的异常霍尔电导率和能斯特效应的大小，我们确定PrAlGe作为一个系统，其中磁场可以直接连接到Weyl节点通过Pr磁化。此外，我们发现主要易磁化轴铁磁基态共存的纳米级织构磁畴壁的低密度。我们描述了这种纳米级的磁性纹理可以作为一个本地平台可调轴向规范场的外尔费米子。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder driven multifractality transition in Weyl nodal loops
本文用精确的数值方法研究了节线半金属中短程无序的影响。对于任意小的无序，揭示了一种新的半金属相，其基态波函数的动量空间振幅集中在节线周围，并遵循多重分形分布。在临界无序强度下，发生了半金属到可压缩金属的转变，与多到单的分形转变相一致。这个临界点的普适类由关联长度和动力学指数来表征。在相当高的无序度下，发生安德森金属-绝缘体转变。我们的研究结果表明，在非清洁样品中的半金属相的性质是从根本上不同的清洁节半金属。
2019-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Crystalline Symmetry-Protected Majorana Mode in Number-Conserving Dirac Semimetal Nanowires
拓扑量子计算的基石之一是Majorana零模，它在分数量子霍尔系统和拓扑超导体中得到了广泛的研究。最近的几项工作表明，即使没有长程超导性，这种奇异模式也可以存在于一维（1D）相互作用双线装置中。在这些建议中，一个值得注意的不稳定性来自通道间的单粒子隧穿，破坏了拓扑基态简并。在这里，我们表明，一维狄拉克半金属（DSM）纳米线是一个理想的数量守恒的平台，实现这样的马约拉纳物理。通过插入磁通量，DSM纳米线被驱动到1D晶体对称性保护的半金属相。相互作用使边界马约拉纳零模式的出现，这是强大的晶体对称性保护的结果。我们还探讨了几个实验结果的马约拉纳信号。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional topological phase transition from semimetal to insulator in SnBi2Te4: Role of anomalous thermal expansion
本文提出SnBi2Te4因反常热膨胀展现出温度介导的拓扑相变，通过实验与理论证实其从低温拓扑半金属经中间金属相转变为室温拓扑绝缘相，且表面态保持稳健。
2022-12-14 cond-mat.str-el
Monopole Spin Density Wave States in Magnetic Weyl Semimetals
University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）
研究磁外尔半金属中拓扑与磁性相互作用，引入单极自旋密度波态，证明其序参量特性，通过晶格模型展示不同SDW序的特征及量子几何张量特性，统一相关理解并为区分磁序提供途径及暗示拓扑自旋电子学应用。
2026-07-17 cond-mat.str-el
Anderson localization and the quantum phase diagram of three dimensional disordered Dirac semimetals
通过数值精确方法计算平均态密度、典型态密度和参与比的倒数，研究了存在猝灭轴向或标量势无序时三维非相互作用Dirac半金属的量子相图.我们发现，作为一个功能的无序强度的半填充（即未掺杂）狄拉克半金属显示三个不同的基态，即不可压缩的半金属，可压缩的扩散金属，和本地化的安德森绝缘体，在形成鲜明对比的传统的脏金属，只支持后两个阶段。我们建立了两个不同的量子临界点的存在，这两个量子临界点分别支配半金属-金属和金属-绝缘体量子相变，也揭示了它们潜在的多重分形性质。远离半填充的（掺杂的）系统表现为扩散金属，可以只经历安德森局域化，这是通过确定的迁移率边缘和能量和无序方面的相图。
2015-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disordered and interacting parabolic semimetals in two and three dimensions
一个干净的非相互作用抛物半金属的特征在于二次带接触之间的导带和价带在孤立的恶魔点的布里渊区，并描述了一个费米子量子临界系统的动力学指数z=2。我们考虑这样的半金属对电子相互作用和淬火无序的稳定性，使用微扰重整化群分析的二维和三维空间。对于非相互作用的问题无穷弱无序导致安德森绝缘体和扩散金属分别在二维和三维。另一方面，长程库仑相互作用导致的激子不稳定性的清洁相互作用的问题，对一个破缺的对称性基态在两个维度。我们的弱耦合分析的无序和相互作用的组合效应表明，对称性破缺和无序控制的金属或绝缘状态之间的竞争，但不足以描述它们之间的量子相变。我们讨论了我们的双层石墨烯和一些227铱酸盐化合物的结果的相关性，并确定这些材料作为探索新的无序和相互作用控制的量子临界现象的有前途的候选人。
2014-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Unravelling the origin of the peculiar transition in the magnetically ordered phase of the Weyl semimetal Co3Sn2S2
最近在Co 3Sn 2S 2中发现的拓扑非平凡行为引起了人们对这种巡游铁磁体（Tc = 174 K）的极大兴趣。确切的磁性状态仍然是模糊的，有几个报告表明存在的第二个过渡范围125 - 130 K，反铁磁和玻璃相提出共存的铁磁相。使用详细的角度相关的直流和交流磁化测量大，高品质的单晶，我们揭示了一个高度各向异性的行为Co 3Sn 2S 2的静态和动态响应。已经确定，当B|| c受样品的退磁因子的影响。另一方面，在Tp = 128 K时发现了一个真正的转变，磁响应严格垂直于c轴，比B小几个数量级||C.用密度泛函理论计算表明，基态磁结构由偏离c轴一个小角度（~ 1.5度）的磁矩组成。我们认为，第二个过渡起源于一个小的额外的倾斜的时刻在戈薇平面内，与两个等效的方向为每个自旋。
2022-11-02 cond-mat.str-el
Structure, physical properties, and magnetically tunable topological phases in topological semimetal EuCuBi
本文报道了空气稳定的EuCuBi单晶的结构与物理性质，通过磁场和温度调控可实现狄拉克、外尔及镜面陈绝缘体等多种拓扑相，为拓扑自旋电子学提供候选材料。
2023-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological second-order spin-3/2 liquids with hinge Fermi arcs
提出了一个定义在五配位三维石墨晶格上的自旋为3/2的精确可解模型，实现了一种具有二阶拓扑结构的新型量子自旋液体。精确解由耦合到背景$\mathbb{Z}_2$规范场的马约拉纳费米子描述，其基态通量配置产生出一个紧急的偏心时空反演对称性。这种对称性保护了马约拉纳费米子的拓扑非平凡能带结构，特别是包括具有双重拓扑电荷的双线半金属相：第二Stiefel-Whitney数和量子化Berry相。前者导致了系统边界上丰富的拓扑现象。两个半金属相的铰链费米弧位于不同的铰链上，它们被一个临界狄拉克半金属态隔开，表面有螺旋费米弧。此外，我们表明，丰富的对称性/拓扑结构可以在我们的模型中探索通过简单地改变晶格或相互作用的安排。作为一个例子，我们讨论了如何实现一个拓扑间隙相位与表面狄拉克点。
2020-05-29 cond-mat.str-el
Dynamical quantum phase transitions in Weyl semimetals
本文研究了Ⅰ型反演对称Weyl半金属（WSM）的失超动力学，由于其哈密顿量的形式，可以很容易地推广到二维Chern绝缘体。我们分析了平衡拓扑性质的作用，其特征在于由陈数的预淬火基态在支配系统的非平衡动力学，特别是，出现动态量子相变（DQPT）。通过对基态保真度的研究，发现符号陈数的变化是双量子点隧穿发生的充分条件，但不是必要条件。取决于横向和纵向跳跃参数的比率，DQPT也可以观察到完全位于初始陈相内的猝灭。此外，我们分析了边界配分函数的零点，发现虽然零点通常形成二维结构，导致一维的临界时间，无穷小淬火可能会导致一维零与零维临界时间提供淬火距离尺度适当的系统大小。这是惊人的表现在性质的非解析的动力学自由能，揭示了对数奇点。此外，在最近的实验进展，通过方位布洛赫相位涡布洛赫状态层析观察动态Fisher零的Loschirst重叠振幅，我们严格调查同样的WSM。最后，我们建立了临界时间的维数和动力学涡旋的存在之间的关系，证明了只有一维临界时间产生的二维流形的边界配分函数的零点导致动力学涡旋。
2018-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Pressure-induced ferromagnetism in the topological semimetal EuCd$_2$As$_2$
反铁磁半金属EuCd $_2$ As $_2$由于其拓扑结构和磁性的相互作用而具有丰富的拓扑相，近年来引起了人们的广泛关注。特别是，一个单一的Weyl点的存在下，预测的铁磁配置的Eu自旋沿$c$轴EuCd $_2$作为$_2$。在寻找这样的阶段，我们在这里调查的EuCd $_2$作为$_2$的流体静压力的影响。为此，我们提出了在高达$\sim\,2.5\,$ GPa的静水压力下的比热、输运和$μ$ SR测量，并结合{ \it从头算}密度泛函理论（DFT）计算。在实验上，我们建立了EuCd $_2$ As $_2$在$\,\approx\,$ 2.0 GPa的临界压力下从面内反铁磁（AFM $_{ab}$）到铁磁的转变，这可能是由主要位于$ab$面内的磁矩（FM $_{ab}$）表征的.在这样一个相对较低的压力下的AFM $_{ab}$ -FM $_{ab}$转变是支持我们的DFT计算。此外，我们的实验和理论结果表明，EuCd $_2$作为$_2$移动更接近所寻求的FM $_c$状态（时刻$\parallel$ $c$）与进一步增加的压力。我们预测，如果Eu保持在2+价态，那么$\approx$\，23\，GPa的压力将稳定FM $_c$态.因此，我们的工作建立流体静压力作为一个关键的调谐参数，（一）允许连续调谐之间的磁性基态在一个单一的样品EuCd $_2$作为$_2$和（ii）使…
2021-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanical control of crystal symmetry and superconductivity in Weyl semimetal MoTe$_2$
通过中子衍射和输运测量研究了非中心对称Weyl半金属候选物MoTe $_2$，压力高达1.5 GPa，温度低至40 mK。中心对称和非中心对称的结构相被发现共存的超导状态。密度泛函理论（DFT）计算表明，电子-声子耦合的强度是相似的两种晶体结构。此外，发现通过控制应力的非流体静力分量，可以机械地控制基态晶体结构。这允许在超导相中将晶体对称性从中心对称调谐到非中心对称。DFT计算支持这种晶体结构的应变控制。这种晶体对称性的机械控制提供了一种调整MoTe $_2$能带拓扑结构和可能的超导态拓扑结构的途径。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Importance of the semimetallic state for the quantum Hall effect in HfTe$_{5}$
本文通过高压电输运实验发现 HfTe$_{5}$ 在约 1.5 GPa 从半金属相转变为绝缘相，并证明准三维量子霍尔效应仅存在于低压半金属相，揭示半金属基态对 QHE 出现的关键作用。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlating magnetic structure and magnetotransport in semimetal thin films of Eu$_{1-x}$Sm$_x$TiO$_3$
我们报告的平均和深度依赖的磁序在薄膜样品的双轴应力和电子掺杂的EuTiO $_3$的样品在整个掺杂范围$<$ 0.1至7.8 $\times 10^{20}$ cm $^{-3}$的演变。在外加面内磁场作用下，G型反铁磁基态经历连续的自旋翻转相变，转变为面内场极化铁磁性。随着自由载流子数量的增加，铁磁性的临界场略有下降，但在整个掺杂范围内，自旋翻转转变的场演化在性质上是相似的。出乎意料的是，我们观察到界面铁磁性与饱和Eu $^{2+}$的时刻在衬底界面在低场铁磁饱和之前，整个大部分的退化半导体膜。我们讨论了这些发现的影响，这种化合物的不寻常的磁输运性质。
2020-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signature of weakly coupled $f$ electrons and conduction electrons in magnetic Weyl semimetal candidates PrAlSi and SmAlSi
磁性拓扑材料是一类具有非平凡能带拓扑和磁性自旋组态相互作用的化合物。奇异量子态阵列的应用潜力引起了人们的广泛兴趣。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，研究了两种磁性Weyl半金属候选体PrAlSi和SmAlSi的电子性质.虽然这两种化合物具有不同的磁性基态（分别为PrAlSi和SmAlSi的铁磁和反铁磁）和4个$f$壳层填充物，但我们发现它们具有非常相似的低能能带结构。通过对磁性跃迁的测量，我们进一步揭示了两种化合物的能带结构没有明显的演化，实验光谱可以很好地用电子能谱计算再现，同时表明磁性对它们的电子结构的影响可以忽略，局域的4 $f$电子和巡游的传导电子之间可能存在弱耦合.我们的研究结果提供了必要的见解之间的相互作用的磁性，电子相关性，和拓扑顺序在$R$铝$X$（$R$ =轻稀土和$X$ = Si或Ge）家庭。
2023-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Consecutive topological phase transitions and colossal magnetoresistance in a magnetic topological semimetal
磁对称性和电子能带拓扑的结合为实现拓扑非平凡的准粒子提供了一条有前途的途径，并且磁结构的操纵可以实现拓扑相之间的切换，具有实现功能物理性质的潜力。在这里，我们报告的电阻率测量EuCd $_2$作为$_2$的压力下，这表明一个有趣的绝缘圆顶之间的压力$p_{\rm c1}\sim1.0$ ~GPa和$p_{\rm c2}\sim2.0$ ~GPa，位于两个制度与金属运输。绝缘态可以被一个小磁场完全抑制，导致一个巨大的负磁电阻的数量级为$10^5$，通过一个适度的磁场$\sim0.2$ ~T。第一性原理计算表明，压力下的电阻率的戏剧性的演变是由于连续的过渡EuCd $_2$作为$_2$从一个磁性的拓扑绝缘体，一个平凡的绝缘体，然后到Weyl半金属，与后者产生的压力引起的变化的磁基态。类似地，巨磁电阻是由磁场引起的磁矩极化引起的，将EuCd $_2$ As $_2$从普通的绝缘体转变为外尔半金属。这些发现强调了弱磁交换耦合和自旋各向异性是发现具有所需功能的可调磁性拓扑材料的成分。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometrical structure and the electron transport properties of monolayer and bilayer silicene near the semimetal-insulator transition point in tight-binding model
由于硅烯在K点附近的类Dirack行为，我们研究了由硅原子组成的蜂窝晶格的单层和双层硅烯的电子性质，包括光电导和带电杂质散射。在多带紧束缚模型中考虑了自旋、谷、亚晶格自由度。在动量空间中，连接准粒子动量输运过程中两个裸格林函数（无相互作用）的散射矩阵，对于单杂质组态，可以是动量无关的，这类似于低能Dirac半金属系统中小库仑耦合的情况。而在零频极限或强库仑耦合区与频率无关的情况下，静态极化可以用随机相位近似得到，这对确定电荷杂质屏蔽库仑散射有重要意义。硅烯中的反铁磁有序是Hubbard-U依赖的，不同于具有反铁磁基态的正方晶格，它提供了从半金属相到绝缘体相的相变的前提.我们发现，在无电场时，对于透明单层硅烯，半金属到绝缘体的相变临界值为9 eV，对于第二层AA堆叠双层硅烯或杂质强度为4 eV的脏单层硅烯，相变临界值为12 eV。而第一层AA叠层硅烯的行为与单层硅烯相似。面内光学电导率也显示出相同的结果。
2018-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetic semimetal and charge-density wave phases of interacting electrons in a honeycomb moiré potential
本研究利用固定相位扩散蒙特卡洛方法，计算了1/4填充下蜂窝状莫尔晶格中二维电子气的基态相，发现随莫尔势增强，系统从顺磁金属依次转变为巡游铁磁半金属和电荷密度波绝缘体。
2024-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Field-tunable toroidal moment and anomalous Hall effect in noncollinear antiferromagnetic Weyl semimetal Co1/3TaS2
将磁性与能带拓扑结构相结合，提供了各种新颖的相位，这在其他方面是不可能的。其中，非共线金属反铁磁体因其不同的磁基态而具有丰富的拓扑物理性质。然而，由于缺乏合适的材料，特别是三角晶格反铁磁体，只有很少的实验研究。在这里，我们报告，金属三角形反铁磁体Co 1/3 TaS 2表现出大量的异常霍尔效应（AHE）有关的非共线磁序。我们的第一性原理计算发现，沙漏外尔费米子从非对称对称触发AHE。我们进一步表明，AHE在Co 1/3 TaS 2的特点是由环向力矩，一个涡旋状的多极分量，产生的手征晶格和几何挫折的组合。最后，不寻常的磁场可调性的环矩把Co 1/3 TaS 2作为一个罕见的例子，非共线金属反铁磁体充满有趣的磁性和拓扑性质。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropy induces non-Fermi-liquid behavior and nematic magnetic order in three-dimensional Luttinger semimetals
我们阐明了空间各向异性在三维Luttinger半金属具有二次带接触和长程库仑相互作用所发挥的有趣作用。我们观察到的各向异性受到一个非常缓慢的重整化群（RG）的演变，使它可以被认为是近似恒定的量子涨落的影响时，计算剩余的耦合系统。使用微扰RG，然后我们研究了所有的本地短程相互作用，从固定的各向异性的长程相互作用产生的竞争。对于足够强的各向异性，有两个主要效应。首先，三维系统具有Abrikosov非费米液体基态。第二，出现了定性的新的不动点，它们描述了量子相变到具有反磁序的相--更高秩的张量序，它打破了时间反演对称性，因此具有反磁和磁特性。在实际材料中，这些相可以通过足够强的微观短程相互作用来实现。在烧绿石晶格上，各向异性引起的不动点决定了电子局部磁矩的全进全出或自旋冰有序的开始。
2017-02-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional Quantum Hall Effect Based on Weyl Orbits
本文从理论上证明在Weyl半金属中，当Weyl轨道的朗道能级被填充三分之一时，可出现基于Weyl轨道的分数量子霍尔态，其基态具有三重简并、1/3多体陈数并局域于承载费米弧的两个表面。
2025-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phase transition and unusual critical behavior in multi-Weyl semimetals
通过重整化群分析，研究了长程库仑相互作用和淬火无序作用引起的无带隙双、三Weyl费米子的低能行为。结果表明，任意弱的无序驱动双Weyl半金属发生量子相变，转变为可压缩扩散金属，而与无序类型和库仑相互作用强度无关.与此相反，三Weyl费米子系统的基态性质在非相互作用极限下敏感地依赖于特定的无序类型：系统被任意弱的随机标量势或随机矢量势的$z$分量转变为可压缩扩散金属态，但当仅存在随机矢量势的$x$或$y$分量时，系统表现出稳定的临界行为.当三重外尔费米子与随机标量势耦合时，系统在弱相互作用下变为扩散金属，但当库仑相互作用足够强时，系统仍为半金属.库仑相互作用和$x$，或$y$，随机矢量势的组件的相互作用导致一个稳定的红外固定点，很可能是由临界行为的特点。当库仑相互作用与随机矢势的$z$分量共存时，系统流向相互作用主导的强耦合区，这可能驱动Mott绝缘转变.因此，很明显，双外尔费米子和三外尔费米子在相互作用和无序时表现出不同的低能行为。这种区别的物理解释进行了详细讨论。还考虑了长程库仑杂质在三重外尔半金属中所起的作用。
2017-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric response across the semiconductor-semimetal transition in black phosphorus
本研究通过压力调控黑磷实现半导体到半金属的转变，追踪塞贝克系数演化，利用珀尔帖电导率揭示本征热电响应，阐明载流子散射对塞贝克系数的关键作用。
2023-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong Chirality Suppression in 1-D correlated Weyl Semimetal (TaSe4)2I
本研究通过CPGE测量和拉曼光谱发现，关联外尔半金属(TaSe4)2I在弱光泵浦下超过阈值光强时发生结构相变而失去手性，表明低激发功率可调控关联拓扑系统性质。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated insulators, semimetals, and superconductivity in twisted trilayer graphene
最近的实验表明，强超导性和复杂的相关绝缘和味道极化物理镜面对称扭曲三层石墨烯的动机，我们研究了在这个系统中的相互作用的影响接近魔角，使用分析和数值方法相结合。我们确定渐近精确相关的多体基态在所有整数填充分数$ν$的平带。为了确定他们的命运时，远离这些微调点，我们应用自洽的Hartree-Fock数值和解析微扰理论，这两种方法之间有很好的一致性。这使我们能够构建一个系统的相图作为$ν$和位移场的函数，该系统的关键实验调谐参数，并研究不同阶段的光谱。的相图是由一个相关的半金属谷间相干态和周围的电荷中性，$ν=0$，与额外的自旋极化存在于四分之一（$ν=-2$）或四分之三（$ν=+2$）填充的准平带的绝缘亚晶格极化相为主。我们进一步研究了从这些关联态中出现的超导不稳定性，无论是在没有电子-声子耦合的情况下，还是在额外存在的情况下，也考虑到可能的Wess-Zumino-Witten条款。在实验相关的制度，我们发现三重配对占主导地位，可能解释所观察到的违反泡利极限。我们的研究结果有几个后果的实验以及未来的理论工作，并说明了丰富的物理产生的扭曲三层石墨烯的几乎平坦的带和色散狄拉克锥的相互作用。
2021-06-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonsaturating magnetoresistance, anomalous Hall effect, and magnetic quantum oscillations in ferromagnetic semimetal PrAlSi
我们报告了一个全面的调查的结构，磁性，运输和热力学性质的单晶PrAlSi，在比较其晶体类似物LaAlSi。PrAlSi在$T_C$ = 17.8 K时表现出铁磁转变，然而，随后在较低温度下发生两次弱的相变。基于直流和交流磁化率的测量，我们提出了$T_C$下面的两个重入磁相是自旋玻璃或铁磁团簇玻璃。当磁性玻璃态被弱场抑制时，出现了几个显著的特征。这些包括线性的，非饱和的磁阻作为一个功能的领域，这是让人想起的拓扑或电荷补偿半金属，和一个大的异常霍尔电导率高达$\sim$ 2000 $Ω^{-1}$ cm $^{-1}$。比热测量表明Pr $^{3+}$多重态的非Kramers双重基态和相对低的晶体电场分裂小于100 K。Shubnikov-de Hass振荡在LaAlSi中不存在，而在PrAlSi中在低于约25 K时清楚地观察到它们，并且主导振荡频率$F$具有不寻常的温度依赖性。它从25 K时的$F$ = 18 T增加到2 K时的$F$ = 33 T，暗示在冷却到有序相时出现费米口袋。这些结果表明，PrAlSi是一个新的系统，其中一个小的费米口袋可能相对论费米子是强耦合到磁性。$f$和导带之间的杂化是否也参与其中仍然是一个有趣的开放问题。
2020-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
