Principles that predict reactions or properties of materials define the discipline of chemistry. In this work we derive chemical rules, based on atomic distances and chemical bond character, which predict topological materials in compounds that feature the structural motif of a square-net. Using these rules we identify over 300 potential new topological materials. We show that simple chemical heuristics can be a powerful tool to characterize topological matter. In contrast to previous database-driven materials categorization our approach allows us to identify candidates that are alloys, solid-solutions, or compounds with statistical vacancies. While previous material searches relied on density functional theory, our approach is not limited by this method and could also be used to discover magnetic and statistically-disordered topological semimetals.
Bonding Signatures of Incipient Electron Localization in Topological Chiral Semimetals Near the Metal-Insulator Transition
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体物理研究所）；ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等物理化工大学、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、索邦大学）；Peter Grünberg Institute – JARA-Institute Energy Efficient Information Technology (PGI- 10)（彼得·格林贝格研究所 - JARA能源高效信息技术研究所）
Observation of Iso-Symmetric Structural and Lifshitz Transitions in Quasi-one-dimensional CrNbSe$_5$
Michigan State University（密歇根州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；University of South Carolina（南卡罗来纳大学）；Harvard University（哈佛大学）
Prediction of Ideal Topological Semimetals with Triply Degenerate Points in NaCu$_3$Te$_2$ Family
晶体能带结构中的三重简并点（TDP）可以产生新的TDP费米子，而无需高能对应物。虽然寻找理想的TDP半金属，即在费米能级（$E_F$）附近没有其他准粒子共存的干净TDP费米子，对于探索这种新费米子的本征性质是至关重要的，但这仍然是一个很大的挑战，至今尚未实现。在这里，我们公开了一种有效的方法来寻找理想的TDP半金属之间的反键$s$和键$p$轨道沿一条线在动量空间与$C_{3v}$对称性的选择性带交叉。应用这种方法，我们已经成功地确定了NaCu $_3$ Te $_2$家族的化合物是理想的TDP半金属，其中两个和只有两对TDP位于周围的$E_F$。此外，我们揭示了一个有趣的机制来调制一对TDP之间的能量分裂，并说明了TDP费米弧在这些理想的TDP半金属的内在特征。
Thickness-Dependent Interlayer Coupling and Semiconductor-to-Semimetal Crossover in Arsenene Multilayers
The Anthony J. Leggett Institute for Condensed Matter Theory, Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Materials Science and Technology Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Research Center for Technology Commercialization, Korea Institute of Science and Technology Information (KISTI)（韩国科学技术信息研究院）
An ab initio approach to understand the structural, thermophysical, electronic, and optical properties of binary silicide SrSi2: A double Weyl semimetal
Surface states in bulk single crystal of topological semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$ towards water oxidation
拓扑相物质的能带反转带来了奇异的物理性质，如拓扑保护表面态的出现。它们强烈地影响所研究材料的表面电子结构，并且可以作为一个很好的平台来深入了解表面反应的催化机制。在这里，我们合成了拓扑半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的高质量块体单晶。我们发现，在室温下，Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$自然地拥有拓扑半金属的能带结构。这就保证了Co原子表面态的存在。Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$大块单晶暴露出由Co原子构成的Kagome晶格，具有高的电导率。它们作为析氧过程（OER）的催化中心，由于部分填充的$e_g$轨道，使成键和电子转移更有效。该块体单晶显示出优异的OER催化性能，尽管表面积比Co基纳米结构催化剂小得多。我们的研究结果强调了裁剪拓扑非平凡的表面状态的高活性电催化剂的合理设计的重要性。
High-Throughput Discovery of Chiral Carbon-Boron Semimetals with Weyl Topology and Phonon-Mediated Superconductivity
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Wuhan Institute of Technology（武汉工程大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Hanhai Lingchao Intelligent Computing (Shanghai) Technology Services Co., Ltd.（瀚海凌潮智能计算（上海）科技有限公司）
