Magnetic structure and excitations of the topological semimetal YbMnBi$_2$
Jian-Rui Soh, Henrik Jacobsen, Bachir Ouladdiaf, Alexandre Ivanov, Andrea Piovano, Tim Tejsner, Zili Feng, Hongyuan Wang, Hao Su, Yanfeng Guo, Youguo Shi, Andrew T. Boothroyd
We investigated the magnetic structure and dynamics of YbMnBi$_2$, with elastic and inelastic neutron scattering, to shed light on the topological nature of the charge carriers in the antiferromagnetic phase. We confirm C-type antiferromagnetic ordering of the Mn spins below $T_{\rm N} = 290$ K, and determine that the spins point along the $c$-axis to within about $3^\circ$. The observed magnon spectrum can be described very well by the same effective spin Hamiltonian as was used previously to model the magnon spectrum of CaMnBi$_2$. Our results show conclusively that the creation of Weyl nodes in YbMnBi$_2$ by the time-reversal-symmetry breaking mechanism can be excluded in the bulk.
Spin nematic liquid crystal and scalar spin chirality in tetragonal lattice YbMnBi$_2$
Rice University(莱斯大学);Chongqing University(重庆大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Soongsil University(崇实大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室)
Magnetic excitation emergence relevant to carrier scattering in semimetal Yb$_3$Ir$_4$Ge$_{13}$
用非弹性中子散射实验研究了半金属系统Yb $_3$ Ir $_4$ Ge $_{13}$ .没有明确的晶体场分裂水平,观察到高达60毫电子伏的激发能,而磁激励出现在低能量低于约3毫电子伏。这种激发表现出一个短的空间相关性,和能量谱再现的基础上的阻尼谐振子模型的广义磁化率的虚部。在低于20 K时,磁激发与电阻率的异常增强同时出现。磁性与输运行为之间的密切关系证明半金属载流子是由Yb $4f$态主导的磁性涨落散射的。
Coherent magnetic excitations in a topological Kondo semimetal
Zhejiang University(浙江大学);ISIS Facility, STFC Rutherford Appleton Laboratory(STFC卢瑟福阿普尔顿实验室ISIS设施);University of Johannesburg(约翰内斯堡大学);Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Indian Institute of Science(印度科学学院);J-PARC Center(日本质子加速器研究机构中心);Hiroshima University(广岛大学);Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学高等研究院);Institute of Fundamental and Transdisciplinary Research, Zheji(浙江基础与交叉研究学院)
Determining the local low-energy excitations in the Kondo semimetal CeRu$_4$Sn$_6$ using resonant inelastic x-ray scattering
利用Ce-$M_5$共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了Ce-Ru-$_4$-Sn-$_6$中的局域低能激发.在光谱中Ce $4f^1$构型的$^2$ F $_\frac{5}{2}$和$^2$ F $_\frac{7}{2}$激发的可用性允许确定晶体-电场参数,其定量地解释磁化率的温度依赖性和各向异性。光谱中没有方位角依赖性表明所有晶体电场状态接近于旋转对称。我们进一步表明,不可忽略的影响的$\check A_6^0$参数的CeRu $_4$锡$_6$的基态导致减少的磁矩,由于多重态混合。RIXS结果与非弹性中子散射(INS)数据一致,并与基于\textsl{ab-initio}的电子结构计算的预测进行了比较。
Suppression of the tendency toward antiferromagnetic order in the Dirac semimetal SrIrO$_3$
ShanghaiTech University(上海科技大学);Westlake University(西湖大学);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Zhengzhou University(郑州大学);Henan Academy of Sciences(河南省科学院)
Raman study of lattice dynamics in Weyl semimetal TaAs
本文报道了外尔半金属TaAs的偏振拉曼光谱研究。我们观察到所有的光学声子,能量和对称性与我们的第一性原理计算一致。我们检测到额外的激发分配到多声子激发。这些激发伴随着由140 cm $^{-1}$分离的宽峰,其也最可能与多声子激发相关联。我们还注意到一个相当大的B $_1$成分的光谱背景,其来源仍然不清楚。
Magnetic correlations in the semimetallic hyper-kagome iridate Na3Ir3O8
本文用$_3$ Na NMR对一种掺杂量子自旋液体候选物--我们确定的内在行为的均匀\textbf{q} $ = 0$的磁化率通过移位测量和动力学响应通过探测自旋晶格弛豫率。在整个研究的温度范围内,磁化率是一致的半金属行为,虽然与电子带大幅修改的相关性。值得注意的是,存在于绝缘母体化合物Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$中的反铁磁波动在所研究的化合物中存活。自旋动力学与120种显示短程相关性的$^o$激发模式一致。
Chiral electronic excitations and strong electron-phonon coupling to Weyl fermions in the Kagome semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
Beijing Institute of Technology(北京理工大学);Walther Meissner Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften(瓦尔特·迈斯纳研究所,巴伐利亚科学院);University College Cork(科克大学学院);Stanford University(斯坦福大学);Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University(斯坦福材料能源科学研究所,SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(凝聚态物理国家重点实验室,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);Capgemini(凯捷);Technische Universität München(慕尼黑工业大学);IFW Dresden(德累斯顿亥姆霍兹中心);Robert Bosch GmbH(罗伯特·博世有限公司)
Correlation driven near-flat band Stoner excitations in a Kagome magnet
在凝聚态系统中,莫特绝缘体表现出不同的性质,从电子相关出现。在巡游金属中,相关性通常很弱,但也可以通过电子的几何约束来增强,表现为“平坦”的无色散电子带。在快速发展的拓扑材料领域,包括狄拉克和外尔半金属,平坦带是一个重要的组成部分,可以导致不寻常的磁性和输运行为。到目前为止,平带及其磁性的表征很少,阻碍了新材料的设计。在这里,我们研究铁磁Kagomé半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$使用共振非弹性X射线散射。值得注意的是,观察到几乎非色散的斯通纳自旋激发峰,与传统铁磁金属中预期的无特征的斯通纳连续体形成鲜明对比。我们的能带结构和动态自旋磁化率的计算,和热演化的激发,确认了几乎非色散的斯通纳激发的相关性和自旋极化的电子平坦带在Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的独特签名。这些观测结果为进一步探索拓扑材料中能带诱导的破缺有序奠定了基础。
Spin Excitations and Spin Wave Gap in the Ferromagnetic Weyl Semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
用中子散射方法研究了磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的自旋激发.在铁磁状态下,自旋波的面内和面外色散都被揭示出来,类似的色散但阻尼的自旋激发持续到顺磁状态。用半经典海森堡模型计算了有效交换相互作用,一致地再现了实验的$T_C$和自旋刚度。然而,在$T=4$ K下观察到低于$E_g=2.3$ meV的全自旋波带隙,远大于估计的磁各向异性能($\sim0.6$ meV),而其温度依赖性表明外尔费米子的显著贡献。这些结果表明Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$是一个具有大自旋刚度的三维关联体系,低能自旋动力学与拓扑电子态相互作用.
Landau Quantization and Quasiparticle Interference in the Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2
凝聚态物质系统提供了一个丰富的设置,实现狄拉克和马约拉纳费米子激发和可能性,操纵它们在材料中的潜在应用。最近,有人提出,外尔费米子,这是手性,无质量的粒子,可以出现在某些块体材料或拓扑绝缘体多层膜,并可以产生不寻常的输运性质,如电荷泵驱动的手性异常。一对外尔费米子受到晶体对称性的保护,有效地形成了一个无质量的狄拉克费米子,已经被预测在一些被称为三维(3D)狄拉克半金属的候选材料中出现低能激发。在这里,我们报告扫描隧道显微镜(STM)测量在亚开尔文温度和高磁场上的一个有前途的主机材料,II-V族半导体Cd 3 As 2。我们的研究提供了第一个原子尺度的探测Cd 3As 2,表明缺陷主要影响的价带,与超高迁移率载流子在导带中的观察一致。通过结合朗道能级谱和准粒子干涉(QPI),我们区分了一个大的自旋分裂的导带在磁场和其扩展的Dirac-like色散高于预期的制度。与我们的实验结果相一致的模型能带结构表明,对于一个特定的取向的所施加的磁场,外尔费米子的低能量激发在Cd 3 As 2。