The de Haas-van Alphen quantum oscillations in the kagome metal RbTi3Bi5
本文通过dHvA振荡测量与理论计算研究笼目金属RbTi3Bi5，揭示其二维费米口袋β具有轻有效质量和零贝里相位，表明该材料是探索非平庸拓扑态的良好候选体系。
2024-03-05 cond-mat.str-el
Cyclotron mass-selective de Haas-van Alphen measurements using temperature modulation
School of Natural Sciences, Technical University of Munich（自然科学学院，慕尼黑工业大学）；Zentrum für QuantumEngineering (ZQE), Technical University of Munich（量子工程中心（ZQE），慕尼黑工业大学）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（物理学院，路德维希-马克西米利安大学）；Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ), Technical University of Munich（海因茨·迈尔-莱布尼茨中心（MLZ），慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST), Technical University of Munich（慕尼黑量子科学与技术中心（MCQST），慕尼黑工业大学）
提出一种温度调制的 de Haas-van Alphen 测量技术，通过非单调振幅演化选择性探测不同有效质量的量子振荡，并实验验证其在 MoSi2 中分离重轨道弱信号的能力。
2026-06-12 cond-mat.str-el
Controlling Magnetic Order, Magnetic Anisotropy, and Band Topology in Semimetals ${\rm Sr(Mn_{0.9}Cu_{0.1})Sb_2}$ and ${\rm Sr(Mn_{0.9}Zn_{0.1})Sb_2}$
中子衍射和磁化率研究表明，正交单晶的拓扑半金属${\rm Sr(Mn_{0.9}Cu_{0.1})Sb_2}$和${\rm Sr(Mn_{0.9}Zn_{0.1})Sb_2}$进行三维C型反铁磁（AFM）有序的Mn $^{2+}$矩在$T_N = 200\pm10$和$210\pm12$ K，分别显着低于母体SrSb $_2$与$T_N=297 \pm 3$ K。磁化强度与施加的磁场（垂直于MnSb平面）低于$T_N$表现出轻微修改的de Haas van Alphen振荡的Zn掺杂晶体相比，母体化合物。相比之下，Cu掺杂的系统不显示德哈斯范阿尔芬磁振荡，这表明，无论是Cu取代Mn的母体化合物的电子结构发生了很大的变化，或Cu网站是强大的散射载体，显着缩短其平均自由程，从而减少振荡。包括自旋-轨道耦合的密度泛函理论（DFT）计算预测母体、Cu-和Zn-掺杂系统的C-型AFM状态，并识别$a$ -轴（即，垂直于Mn层）作为母体中的易磁化方向和12.5%的Cu或Zn替代。相比之下，25%的Cu含量将易磁化改变为$b$ -轴（即，在Mn层内）。我们发现Cu和Zn在SrMnSb $_2$中的掺入使费米能级附近的电子能带发生调谐，从而导致不同的能带拓扑和半金属度。母体和Zn掺杂系统在Y点周围具有电子和空穴袋共存的开放的狄拉克锥，而Cu掺杂系统在费米能级周围具有扭曲的狄拉克锥。可调谐的电子结构…
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
YNiSn$_2$: A candidate Dirac semimetal
Instituto de Física Gleb Wataghin, UNICAMP（UNICAMP Gleb Wataghin 物理研究所）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Brazilian Center for Research in Physics（巴西物理学研究中心）；Univ. Montreal, Dept. Phys.（蒙特利尔大学物理系）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）
本文报道了正交晶系 extit{Cmcm} 结构的新化合物 YNiSn$_2$ 的合成与物理性质，该材料表现出半金属行为、巨大正磁电阻（$B=16$ T 时接近 1200%）以及由 de Haas-van Alphen 和 Shubnikov-de Haas 振荡揭示的准二维费米面，具有极小的回旋有效质量 $m^{*}=0.08 m_0$，表明轻载流子和微小费米面口袋，强各向异性凸显其低维电子特性，使其成为有前景的狄拉克半金属候选材料。
2026-05-28 cond-mat.str-el
Real spin and pseudospin topologies in the noncentrosymmetric topological nodal-line semimetal CaAgAs
我们提出的自旋分裂费米面的CaAgAs的拓扑结构所确定的de Haas-van Alphen（dHvA）效应测量结合从头计算。我们从$β$和$γ$轨道的dHvA振荡确定了圆环形的螺旋线费米面。前者的轨道环绕着切线，而后者则不环绕。然而，一个非平凡的贝里阶段被发现这两个轨道。$β$的非平凡相位来源于其轨道特征，可以表示为围绕轨道线旋转的赝自旋。另一方面，$γ$的相位归因于由反对称自旋-轨道相互作用引起的实自旋织构的涡旋。我们的结果表明，真实和赝自旋织构是不可或缺的解释电子拓扑结构在非中心对称的半金属。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetotransport properties of the triply degenerate node topological semimetal tungsten carbide
本文报道了碳化钨单晶的磁电阻（MR）、霍尔效应和de Haas-van Alphen（dHvA）效应的研究。当磁场在垂直于电流方向的平面内旋转时，WC在低温下表现出场致金属-绝缘体相变和大的非饱和二次磁电阻。由于磁场与电流平行，只有当电流沿一定方向流动时，才能观察到明显的负纵向MR。霍尔效应表明WC是一种理想的补偿半金属，这可能与大的非饱和二次MR有关。dHvA振荡分析表明WC是一个多带系统，具有小的费米面截面积和轻的回旋有效质量。我们的结果表明，WC是一个理想的平台，研究最近提出的新的费米子与三重简并交叉点。
2017-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum oscillations probe the Fermi surface topology of the nodal-line semimetal CaAgAs
节状半金属是一个独特的平台，探索不寻常的能带结构，可以通过积累量子振荡的非平凡相体现拓扑签名。在这里，我们报告的de Haasvan阿尔芬振荡的候选拓扑节线半金属CaAgAs的磁场高达45 T的扭矩测量的研究。我们的结果进行了比较计算的环形费米面起源于节环。我们发现证据的一个非平凡的Berry相移仅在一个振荡频率。我们将其解释为当磁场位于镜像（ab）平面上时，半经典电子朗道轨道与节环相连所产生的Berry相。此外，额外的Berry相位累积，而旋转的磁场的第二轨道在相同的方向，不链接的节环。由于缺乏反转对称性，这些影响预计在CaAgAs。我们的研究实验表明，CaAgAs是一个理想的平台，用于探索物理的节线半金属和我们的方法可以扩展到其他材料，其中平凡和非平凡的振荡存在。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
de Haas-van Alphen effect and the first-principles study of the possible topological stannide Cu$_3$Sn
本文结合磁输运、dHvA量子振荡与第一性原理计算，发现Cu$_3$Sn具有非零Berry相位和$\mathbb{Z}_2$指数，可能是承载拓扑Dirac费米子的新型锡化物。
2022-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermi surface topology and large magnetoresistance in the topological semimetal candidate PrBi
我们报告了详细的磁输运研究单晶的PrBi。在这种材料中的$f$ -电子的存在提出了实现强相关版本的拓扑半金属的前景。PrBi在低于$T \sim 20$ K时表现出磁场诱导的金属绝缘体转变，在低温（$T= 2$ K）时表现出非常大的磁阻（$\approx 4.4 \times 10^4~$）。我们还探讨了费米表面拓扑的de Haas van Alphen（dHvA）和Shubnikov de Haas（SdH）量子振荡测量与密度泛函理论（DFT）计算的能带结构和费米表面。角度依赖的SdH振荡已经进行了探测表面狄拉克费米子的可能签名。我们发现三个频率对应于一个电子（$α$）和两个空穴（$β$和$γ$）口袋在实验中，与DFT计算一致。这些频率的角度依赖性是不一致的二维费米表面，这表明运输为主的散装带。虽然这种材料的输运性质起源于散装带，高流动性和小的有效质量可与该系列中提出的拓扑非平凡的其他化合物相媲美。
2019-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nontrivial Berry phase in magnetic BaMnSb2 semimetal
拓扑材料的主题在凝聚态物理中引起了极大的关注，因为它们拥有包含狄拉克、马约拉纳或外尔费米子的物质的新量子态。虽然马约拉纳费米子只能存在于拓扑超导体的表面，但狄拉克和外尔费米子可以在二维和三维材料中实现。后者是半金属，狄拉克/外尔锥要么不倾斜（I型），要么倾斜（II型）。虽然狄拉克费米子和外尔费米子都具有无质量的性质和非平凡的贝瑞相，但在3D半金属中形成外尔费米子需要时间反演或反转对称破缺来解除狄拉克点的简并。在这里，我们证明了实验，倾斜的反铁磁BaMnSb 2是一个三维Weyl半金属与二维电子结构。磁电阻的Shubnikov-de Hass振荡给出了几乎为零的有效质量，具有高迁移率和非平凡的Berry相。有序的磁性排列（铁磁有序的ab平面和反铁磁有序沿c轴低于286 K）打破了时间反演对称性，从而为我们提供了一个理想的平台，研究磁性外尔费米子在中心对称材料。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic magneto-transport and magnetic properties of low temperature phase of TaTe2
TaTe 2是一种准二维电荷密度波（CDW）化合物，具有扭曲的-1T型结构，具有双锯齿链。在这里，我们报告的费米表面拓扑结构的低温相的TaTe 2（LT-TaTe 2）的各向异性磁输运和磁性测量高品质的单晶。在3 K和9 T下观察到了高达140%的反常线性磁电阻，这表明量子输运模型中狄拉克锥态存在一个小费米口袋。同时，观察到B（001）和B//（001）的强磁各向异性。角相关磁电阻和de Hass-van Alphen振荡表明了正常费米面的各向异性和狄拉克锥态中的小费米口袋。
2016-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum oscillations in topological superconductor candidate Cu$_{0.25}$Bi$_2$Se$_3$
量子振荡通常被用来研究拓扑绝缘体的电子结构。在拓扑超导体的主要候选者Cu $_{0.25}$ Bi $_2$ Se $_3$中，磁输运测量仍然没有观察到量子振荡。然而，使用转矩磁力计，在Cu $_{0.25}$ Bi $_2$ Se $_3$中观察到量子振荡（de Hass-van Alphen效应）。在Bi $_2$ Se $_3$中掺杂Cu，在不增加散射率或减小平均自由程的情况下，增加了载流子密度和有效质量，并且在Cu $_{0.25}$ Bi $_2$ Se $_3$中的费米速度与Bi $_2$ Se $_3$中的费米速度相同.我们的研究结果表明，Cu的插入并没有改变Bi $_2$ Se $_3$的能带结构.
2012-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum oscillations and nontrivial topological state in a compensated semimetal TaP2
我们报告了系统的磁输运测量和从头计算的单晶TaP 2，过渡金属dipnictides的新成员。我们观察到不饱和磁电阻（MR）达到约700%，在磁场（B）的9 T在2 K，随着惊人的Shubnikov-de Hass（SdH）振荡。我们对SdH振荡的分析揭示了非零的Berry相位，表明非平凡的能带拓扑。分析还揭示了72 T，237 T和356 T的三个基本磁振荡频率，与理论计算一致，该理论计算揭示了布里渊区的L点处的一个空穴袋和两个电子袋以及Z点处的一个电子袋。我们还发现，在B和电流（I）之间的角度的窄窗口内的负纵向MR（n-MR）。n-MR可以用Adler-Bell-Jackiw手征反常方程拟合，但起源仍不明确。从头计算结果表明TaP 2是一个弱拓扑绝缘体，Z2指数为（0; 111），在（001）面上呈现拓扑表面态.
2019-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detailed study on the Fermi surfaces of the type-II Dirac semimetallic candidates PdTe2 and PtTe2
本文对狄拉克II型半金属候选体$_{2}$和$_{2}$的de Haas-van Alphen（dHvA）和Shubnikov-de Haas（SdH）效应的温度和角度依赖性进行了详细的量子振荡研究。在两种化合物的高质量单晶中，即显示出$10^3$和$10^4$ cm $^2$ /Vs之间的载流子迁移率，我们观察到大的非饱和磁阻（MR），其在温度$T = 1.3$ K下在PtTe $_2$中导致在磁场$μ_0 H = 62$ T下电阻率增加高达$5 \times 10^{4}$ %。根据我们的测量，这些高迁移率与它们在0.04至1裸电子质量范围内的光有效质量相关。对于PdTe $_{2}$的费米表面截面积的实验测定显示出良好的协议与那些从能带结构计算。令人惊讶的是，这不是PtTe $_{2}$的情况下，其计算和实验之间的协议是相对较差的，即使在计算中包括电子相关。因此，我们的研究提供了一个强有力的支持狄拉克II型节点的存在，PdTe $_2$，也可能为PtTe $_2$。能带结构计算表明PtTe $_2$的拓扑非平凡能带不穿过费米能级（$\varepsilon_F$）。相反，对于PdTe $_2$，狄拉克II型锥确实与$\varepsilon_F$相交，尽管我们的计算还表明费米面上的相关回旋轨道相对于狄拉克II型节点之一位于不同的$k_z$平面中。因此，它应该产生一个平凡的贝里相位…
2018-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Anomalous quantum oscillations and evidence for a non-trivial Berry phase in SmSb
拓扑非平凡的电子结构可以引起一系列不寻常的物理现象，带拓扑与其他效应（如电子相关性和磁性）的相互作用需要进一步探索。稀土铌酸盐$X$（Sb，Bi）（$X$ =镧系元素）是半金属的大家族，其中这些不同的效应可以通过稀土元素的取代来调节。在这里，我们观察到异常行为的量子振荡的一个成员，这个家庭，反铁磁SmSb。Shubnikov-de Haas（SdH）振荡的分析提供了非零Berry相位的证据，表明$α$带的非平凡拓扑。此外，显着的差异被发现之间的温度依赖性的de Haas-van Alphen效应振荡，这是很好地拟合的Lifshitz-Kosevich（LK）公式在整个测量的温度范围内，和那些从SdH测量显示出显着的分歧LK行为在低温下。我们的发现不寻常的量子振荡的反铁磁，混合价半金属与可能的非平凡的能带拓扑结构可以提供一个机会，研究拓扑结构，电子相关性和磁性之间的相互作用。
2019-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermi-surface topologies and low-temperature phases of the filled Skutterudite compounds CeOs$_4$Sb$_{12}$ and NdOs$_4$Sb$_{12}$
本文报道了在温度低至0.5 K和磁场高达60 T的条件下，对$_4$ Sb $_{12}$和NdO_3PDMATHABMM Sb $_{12}$单晶的MHz电导率、转矩磁强计和磁化强度的测量结果。通过在$[010]$和$[0\bar{1}1]$方向上旋转样品，推导出de Haas-van Alphen和Shubnikov-de Haas振荡的场取向依赖性。结果表明，NdOs $_4$ Sb $_{12}$具有与PrOs $_4$ Sb $_{12}$相似的费米面拓扑结构，但有效质量明显较小，支持了局域声子模对NdOs $_4$ Sb $_{12}$低温热容的重要贡献.相比之下，CeOs $_4$ Sb $_{12}$经历了场诱导的转变，从一个不寻常的半金属到一个高场，高温状态的特点是一个单一的，几乎是球形的费米面部分。的相边界的行为和模型的能带结构的比较，我们提出，在CeOs的$_4$ Sb $_{12}$的场诱导相变是类似的起源，众所周知的$α-γ$过渡Ce及其合金。
2016-11-01 cond-mat.str-el
Extremely large magnetoresistance in the hourglass Dirac loop chain metal β-ReO$_{2}$
用高质量的单晶研究了非对称结构的$β$ $_{2}$的输运和热力学性质。观察到在2 K下在10 T的横向磁场中达到22，000 $\%$的极大磁阻（XMR）。然而，与显示XMR的具有低载流子密度的其它拓扑半金属不同，$β$ $_{2}$具有如通过霍尔测量和电子结构中的大费米表面所确定的1 $\times$ $10^{22}$ cm $^{-3}$的高电子载流子密度.此外，一个小的费米面与一个小的有效质量证明了德哈斯-范阿尔芬振荡测量。在前人的能带结构计算的基础上[S. S. Wang等人，国家通信8，1844（2017）]表明，存在两种由沙漏形色散的狄拉克点组成的回路，并通过一个点彼此连接，形成一串交替的回路，称为狄拉克回路链（DLC），它们受到多重滑移对称性的保护。我们的第一性原理计算揭示了复杂的费米表面，其中最小的费米表面对应于观察到的小费米表面，该表面恰好位于DLC附近。$β$ $_{2}$的XMR归因于小的费米面，因此可能是由DLC引起的。
2021-05-12 cond-mat.str-el
Electron-hole compensation effect between topologically trivial electrons and nontrivial holes in NbAs
通过角Shubnikov-de Hass（SdH）量子振荡测量，我们确定的费米表面拓扑结构的NbAs，外尔半金属候选人。SdH振荡由两个频率组成，对应于两个费米面极值：20.8 T（$α$ -口袋）和15.6 T（$β$ -口袋）。包括朗道扇形图在内的分析表明，$β$ -口袋的Berry相为$π$，有效质量小，为$\sim$ 0.033 $m_0$，表明在动量空间中存在非平凡拓扑;而$α$ -口袋的平凡Berry相为0，有效质量较重，为$\sim$ 0.066 $m_0$ .从有效质量和$β$口袋频率，我们确定外尔节点是110.5毫电子伏的化学势。在该体系中讨论了一种新的电子-空穴补偿效应，并讨论了其对磁输运性质的影响。讨论了NbAs与其它铌酸盐Weyl半金属的区别。
2015-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fermi surface and magnetic breakdown in PdGa
通过德哈斯-范阿尔芬和舒布尼科夫-德哈斯效应研究手性半金属PdGa的电子结构，发现其费米面含自旋轨道耦合分裂的多个口袋，结合从头计算揭示磁击穿及节面简并性对量子振荡的作用，扩展分析方法并明确相关参数。
2025-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analysis of the unconventional chiral fermions in a non-centrosymmetric chiral crystal $\textbf {PtAl}$
手性拓扑材料中对称性保护的非平凡态对基础科学和技术的发展具有巨大的潜力。在这里，我们报告的电输运，量子振荡，和电子结构的手性量子材料$\rm PtAl$的单晶的结果。基于de Haas-van Alphen（dHvA）振荡，我们证明了最小费米口袋（$α$）具有非平凡的Berry相$1.16$ $π$ .与该费米口袋相关联的带在$\sim$ 700 meV的实质能量窗口上携带线性能量色散，这进一步与计算的光学电导率一致。第一性原理计算表明，$\rm PtAl$是一种高折叠的手征费米子半金属，其中结构手性驱动手征费米子位于立方布里渊区的高对称性$Γ$和$R$点。在没有自旋轨道耦合的情况下，在$Γ$和$\rm R$点处的带交叉分别是三重和四重简并的，手性电荷分别为$-2$和$+2$。包含自旋-轨道耦合将这些交叉点转变成具有$-4$和$+4$手性电荷的四重和六重简并点。$(001)$平面上的非平凡表面态通过遍布整个布里渊区的长螺旋费米弧连接体投影手征点。
2022-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Determination of the Fermi surface and field-induced quasi-particle tunneling around the Dirac nodal-loop in ZrSiS
费米面的非封闭性和完全确定是理解局部金属和半金属电子性质的主要步骤，但只有在相对较少的情况下才实现了这一目标。在这项工作中，我们提出了一个系统的高场量子振荡研究高达35 T的ZrSiS，一个教科书的例子，只有线性色散带交叉费米能量的半金属的线。费米表面的拓扑结构是以前所未有的精度确定的，所有的口袋都是通过比较测量的量子振荡的角度依赖性密度泛函理论计算确定的。在低温下的Shubnikov-de Haas和de Haas-van Alphen振荡的比较和各自的Dingle图的分析揭示了电子袋上存在显着增强的散射。在沿着晶体的c轴对准的阈值场之上，ZrSiS的特定笼状费米表面允许电子-空穴隧穿跨越动量空间中的有限间隙发生，从而导致具有复杂频谱的量子振荡。额外的高频量子振荡意味着环绕整个狄拉克节环的磁击穿轨道。我们认为，在高温电阻率的量子振荡的持久性是由几乎相等的质量轨道之间的斯塔克干涉。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
