Thermopower in an anisotropic two-dimensional Weyl semimetal
该研究探究了各向异性二维Weyl半金属在有无量子化磁场下的热电效应，发现各向异性改变热电参数的掺杂依赖关系，量子化磁场导致纵向热电势的特殊磁场依赖及不饱和热电系数，为相关材料实现高热电性能提供指导。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signature of chiral fermion instability in the Weyl semimetal TaAs above the quantum limit
报道了外尔半金属TaAs在强磁场中的电输运性质。当外尔电子被限制在最低朗道能级时，超低温下的纵向磁电阻和霍尔信号出现一系列反常现象。这些强烈的温度依赖性的异常归因于电子-空穴配对不稳定性。我们的测量结果表明，Weyl半金属TaAs在超量子区提供了一个很好的平台，研究电子-电子相互作用的拓扑非平凡半金属。
2017-01-22 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillations in acoustic phonons in Weyl semimetals
从理论上研究了量子化磁场对三维拓扑Weyl半金属中电子-声子相互作用对长波声学声子能谱的影响.我们发现声子的色散和衰减在低温下随磁场的变化呈现出明显的振荡行为。当费米能处于不同的能区时，这些振荡是不同的。此外，当增加磁场时，外尔谱的范霍夫奇异性可以表现为不同振荡模式之间的过渡。这些声子行为可以提供费米表面形貌和Weyl半金属的相对论特征的可测试指纹。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall
Transport and magnetotransport in 3D Weyl Semimetals
我们从理论上研究了三维Weyl半金属的输运和磁输运性质。使用RPA-玻尔兹曼传输散射理论的电子散射随机分布的带电杂质，连同有效介质理论平均在所得的空间不均匀的载流子密度，我们顺利地连接我们的结果的最小电导率附近的外尔点与已知的结果在高载流子密度的电导率。在非量子化磁场的存在下，我们预测，对于高和低载流子密度，外尔半金属显示从二次磁阻（MR）在低磁场到线性MR在高磁场的过渡，和MR的大小> 10的现实参数。我们的研究结果是在定量协议与最近意想不到的实验观察混合硫族化合物TlBiSSe。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall
Skin effect as a probe of transport regimes in Weyl semimetals
研究了振荡电磁场在外尔半金属中的传播。在常规导体中，表面附近的表层中的载流子的运动可以是扩散的、弹道的或流体动力的。我们表明，手性异常的存在下，内在的无质量外尔粒子，导致一个迄今为止被忽视的非局部制度，可以分开的正常和粘性皮肤的影响。我们建议使用这种新的制度作为一个诊断的存在手性异常的光学电导率测量。这些结果是从一个广义的动力学理论，其中包括各种松弛机制，使我们能够调查不同的外尔半金属的运输制度。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall
Heat Kernel, Spectral Functions and Anomalies in Weyl Semimetals
受Weyl半金属物理应用的启发，我们研究了具有交换规范场和轴向矢量场的Dirac算子的谱几何。我们在费米子上施加具有可变手征相位$θ$的手征袋边界条件。我们建立的谱函数，确保适用性的$ζ$函数正则化和通常的热核公式的手征和宇称异常的主要性质。我们开发的计算方法，包括一个扰动扩展的热核。我们表明，在这两个异常，其中包括电磁位的条款是独立的$θ$。
2021-11-22 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Unquantized anomalies in topological semimetals
拓扑半金属是一类新的金属材料，它存在于通常对应于绝缘体或具有零Luttinger体积的补偿偶然半金属的带填充物中。它们的金属性是动量空间和晶体对称性中的非平凡拓扑的结果，其中拓扑电荷可以被分配给点带接触节点，防止间隙打开，除非保护晶体对称性被违反。然而，这些拓扑电荷是由非相互作用的能带本征态定义的，这就提出了拓扑半金属的物理学可以通过电子-电子相互作用定性地修改的可能性。在这里，我们提出以下问题：是什么使拓扑半金属非平凡超越能带理论？或者，强的电子-电子相互作用能在拓扑半金属中打开一个缺口而不破坏保护对称性或引入拓扑秩序吗？我们证明了答案通常是否定的，而阻止它的是它们的拓扑响应或量子异常。虽然这在磁性外尔半金属的情况下是熟悉的，其中拓扑响应采取异常霍尔效应的形式，但其他类型的拓扑半金属中的类似响应更加微妙，并且涉及晶体对称性以及电磁规范场。在物理上，这些响应可以作为在某些规范缺陷上感应的分数对称电荷来检测。我们详细讨论了I型狄拉克半金属和时间反演不变Weyl半金属的情形。对于I型狄拉克半金属，我们还表明，异常消失，在一个非平凡的方式，如果狄拉克节点的动量满足一定的例外条件。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Transversal magnetoresistance and Shubnikov-de Haas oscillations in Weyl semimetals
从理论上探讨了外尔半金属在远离电中性的横向磁场中的磁电阻效应。在自洽玻恩近似下的分析是针对两种不同的无序模型进行的：（i）短程杂质和（ii）带电（库仑）杂质。对于这些模型的障碍，我们计算的电导率远离电荷中性点以及霍尔电导率，并分析了横向磁阻（TMR）和Shubnikov-de Haas振荡的两种类型的障碍。我们进一步考虑一个模型与Weyl节点转移的能量相对于彼此（如在各种材料中发现）与化学势对应的总电荷中性。在实验上最相关的库仑杂质的情况下，我们发现在这个模型中一个大的TMR在宽范围的量化磁场。更具体地，在超量子极限中，其中只有第零朗道能级是有效的，TMR在磁场中是线性的。在中等（但仍然量化）磁场的制度，其中较高的朗道水平是相关的，快速增长的TMR补充强舒布尼科夫-德哈斯振荡，与实验观察一致。
2017-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon quantum anomalies in Weyl ferromagnets
在平行电场$\mathbf E$和磁场$\mathbf B$作用下，外尔半金属表现出奇异的输运性质，即由于电子在手性相反的外尔锥之间的抽运而产生的手性反常现象.当一个或两个电磁（EM）场被应变诱导手征伪电磁（伪EM）场取代时，会出现其他类型的量子异常。在本文中，我们将证明这种量子异常可以在一个完全不同的系统中再现-外尔铁磁体，其磁振子结构显着编码外尔物理。通过分析和数值计算，我们将证明磁振子带可以被非均匀电场$\mathbf E$或由扭转应变引起的手征赝电场$\mathbf e$朗道量子化，并且磁振子可以被非均匀磁场$\mathbf B$或由动态单轴应变引起的手征赝磁场$\mathbf b$沿带泵浦.我们列出了外尔铁磁体中的磁振子量子反常和与之相关的反常自旋和热流，并表明它们与外尔半金属对应物是不同的。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall
Dielectric anomalies and interactions in the 3D quadratic band touching Luttinger semimetal Pr$_2$Ir$_2$O$_7$
具有线性交叉能带的Dirac和Weyl半金属是近年来凝聚态物理研究的热点。虽然它们拥有迷人的现象，但它们的物理学可以从弱相互作用电子的角度来理解。相比之下，40多年前，Abrikosov指出，二次带接触一般都是强相互作用的。我们已经进行了太赫兹光谱的导电烧绿石Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$，这已被证明是主机的二次带接触的膜。在低温下观察到与$\tilde{\varepsilon }/ε_0 \sim 180 $一样大的介电常数。在这样的系统中，介电常数是相互作用的相对尺度的量度，因此在我们的材料中，介电常数几乎比动能大两个数量级。尽管如此，散射率表现出$T^2$依赖性，这表明对于有限掺杂，费米液态仍然存在，然而散射率接近允许的最大值。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau levels, Bardeen polynomials and Fermi arcs in Weyl semimetals: the who's who of the chiral anomaly
实现外尔费米子的凝聚态系统表现出惊人的现象，来自其拓扑保护的表面状态，以及由电磁场诱导的手征异常。最近，不均匀的应变或磁化被预测为导致手征电场$\mathbf{E}_5$和磁场$\mathbf{B}_5$，其用附加项修改和丰富手征异常。在这项工作中，我们开发了一种基于晶格的方法来描述手性异常，其中涉及朗道和伪朗道能级，并平等对待所有异常项，同时自然地将费米弧。我们通过物理解释费米弧在协变（费米能级）对异常的贡献中所起的很大程度上被忽视的作用，并重新审视协变和一致（完整带）对异常中的$\mathbf{E}_5\cdot\mathbf{B}_5$项的贡献之间的$1/3$差异因素，来验证其潜力。我们的框架提供了一个多功能的工具，在现实的晶格模型中的异常分析，以及一个简单的物理直观的来源，了解应变和磁化的非均匀外尔半金属。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall
Helicons in Weyl semimetals
螺旋子是在受到静态磁场的三维（3D）电子系统中传播的横向电磁波。我们提出了一个理论的螺旋传播通过三维外尔半金属。我们的方法依赖于从半经典玻尔兹曼输运理论的光学电导率张量的评估，与列入某些Berry曲率修正，已被忽略在早期的文献（如一个由于轨道磁矩）。我们证明了表征外尔半金属电磁响应的轴子项显著改变了非拓扑金属中的螺旋色散。我们还讨论了轴子相关的异常，出现在等离子体色散关系。
2015-11-11 cond-mat.mes-hall
Unpaired Weyl nodes from Long-Ranged Interactions: Fate of Quantum Anomalies
研究了长程相互作用对Weyl半金属的影响。这样的相互作用可以产生不成对的外尔节点，我们通过明确地构建一个只有一个节点的系统来证明这一点--这种情况在非相互作用的能带结构中是被费米子加倍从根本上禁止的。加上磁场，我们调查的手征异常的命运。值得注意的是，只要一个系统在没有磁场的情况下表现出单一的外尔节点，任意弱的场就可以定性地恢复非相互作用外尔半金属的最低朗道能级结构。这强调了外尔半金属中手性异常的普遍性。我们还展示了如何拓扑保护费米弧表面状态被修改的长程相互作用。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Van Roosbroeck's equations with topological terms: the case of Weyl semimetals
该研究将Van Roosbroeck方程拓展应用于拓扑材料领域，理论分析了量子化磁场下Weyl半金属对超快局域光脉冲的体响应，预测了源于手征反常的太赫兹频段瞬态振荡光电压，验证了该方程可揭示能带拓扑与载流子动力学的关联。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wiedemann-Franz behavior at the Weyl points in compressively strained HgTe
本研究通过压缩应变HgTe层中的韦伊尔点，验证了热导与电导符合威德曼-弗兰兹定律，表明热量传输机制与电传输相同。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
Magnetothermopower of nodal line semimetals
该研究针对节线半金属的磁热电势展开，计算了其任意温场下的塞贝克和能斯特系数，发现强磁场下会产生与磁场线性相关且低温下不随温度变化的大热电势，为高效低温热电材料研发提供新方向。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Surface Plasmon Polaritons in a Weyl Semimetal Waveguide
Weyl半金属由于其特殊的能带结构而引起了人们的广泛关注。我们研究了由两个半无限外尔半金属组成的缝隙波导中表面等离子激元的新特性。我们考虑了等离子体激元在波导两个界面上的对称Voigt-Voigt和Faraday-Faraday组态，结果表明，色散是对称的，表面等离子体激元的传播是双向的。我们介绍了异国情调和新颖的不对称结构，利用不同的幅度或方向的手征异常在两个外尔半金属的Voigt和法拉第配置。这些结构显示出巨大的非互易色散和表面等离子体激元的单向传播。此外，我们研究了一种混合配置的Voigt-Faraday的表面等离子体激元极化在两个界面的波导。我们发现这种结构具有独特的未来。它示出了在体等离子体频率以上具有单向传播的表面等离子体极化激元模式。此外，我们发现了一个表面等离子体极化激元带，同时承认福格特和法拉第功能。此外，我们表明，波导的厚度和化学势的外尔半金属可以作为一个微调参数在这些结构。我们的研究结果可用于利用单向表面等离子体传播特性的光学器件。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian anomalies in multi-Weyl semimetals
在晶体环境中，我们构造了由单对Weyl节点的（反）负电荷$n$和$n=1,2,3$组成的时间反演对称破缺多Weyl半金属（mWSM）的有效场理论.从连续模型和晶格模型，我们表明，一个mWSM与$n>1$可以通过将线性分散的简单Weyl费米子（与$n=1$）的$n$口味的洗澡水的$SU(2)$非阿贝尔静态背景规范场。这样的$SU(2)$场保持了一定的晶体对称性（在我们的结构中是四重旋转或$C_4$），但破坏了洛伦兹对称性，导致非线性带谱（即$E \sim (p^2_x + p^2_y)^{n/2}$，但$E \sim |p_z|$，例如，其中动量${\bf p}$是从Weyl节点测量的）。因此，有效场论显示出$U(1) \times SU(2)$非阿贝尔反常，产生反常霍尔效应，它的非阿贝尔推广，和各种手征电导率。反常违反守恒律是由电荷$n$和特定的代数性质的$SU(2)$李群，我们进一步证实了通过数值计算的常规和“同位旋”密度从mWSM的晶格模型。这些预测也支持强耦合（全息）mWSM的描述。总之，我们的研究结果统一了任意重电荷$n$（具有费米弧表面态的$n$副本）的mWSM的场论描述，在桌面实验中预测非阿贝尔异常的签名，并铺平了探索多重费米子异常结构的路线，在任意半整数或整数自旋表示下变换。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Gravitational anomaly in the ferrimagnetic topological Weyl semimetal NdAlSi
该研究在磁性外尔半金属NdAlSi中观测到磁电导和磁热导增加，证实了手性磁效应与引力反常，并发现两者仍遵循维德曼-弗兰兹定律。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Chiral anomalies in 3D spin-orbit coupled metals: electrical, thermal, and gravitational anomaly
本研究发现三维自旋轨道耦合金属中存在电、热、引力三类量子手征反常，其手征电荷转移机制与外尔半金属不同，贝里曲率通量起关键作用，可引发热自旋输运，为相关研究提供新平台。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Topological piezoelectric effect and parity anomaly in nodal line semimetals
晶格变形作为有效轴向矢量场作用于狄拉克材料的低能激发。这允许通过对轴向规范场的响应来直接检测狄拉克材料的量子异常。研究了Dirac节线半金属中晶格振动引起的宇称反常，建立了拓扑压电效应，即，周期性晶格变形产生横向于变形场的拓扑霍尔电流。由这种压电效应引起的电流是无耗散的，其大小完全由节环的长度决定，导致半量子化的输运系数。我们的理论建议可以在实验上实现在各种节线半金属，如CaAgP和Ca $_{_3}$ P ${_2}$。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous conductivity tensor in the Dirac semimetal Na_3Bi
Na 3Bi是一种狄拉克半金属，具有受保护的节点，可能对磁场B中的时间反演不变性的破坏敏感。我们报告的实验表明，电导率和电阻率张量表现出强大的异常在B。电阻率$ρ_{xx}$是B-线性高达35 T，而霍尔角表现出一个不寻常的轮廓接近阶梯函数。电导率$σ_{xx}$和$σ_{xy}$在大B下具有相同的幂律依赖性。我们提出，这些显着偏离传统的运输结果从一个不寻常的敏感性的运输寿命B。并与Cd_3As_2作了比较。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern numbers and chiral anomalies in Weyl butterflies
强磁场中晶格电子的霍夫施塔特蝴蝶是凝聚态物理的基石，它探索了晶格和磁场所施加的周期性之间的竞争。在这项工作中，我们介绍和表征外尔蝴蝶，出现时，一个大的磁场施加到一个三维外尔半金属。利用实验激发的冷原子系统的晶格模型，我们解决了这个问题的数值。我们发现，外尔节点重新出现在相称的通量，并建议使用波包动力学来揭示他们的手征性和位置。此外，我们表明，手征异常-拓扑Weyl半金属的一个标志-不保持成比例的磁场在大的领域，而是继承了分形结构的线性制度作为外场的函数。每个线性区域的斜率由外尔蝴蝶的间隙中的两个陈数的差确定，并且可以在飞行时间中通过实验测量。
2016-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Pseudo-electromagnetic fields in topological semimetals
狄拉克和外尔半金属，电子表现为相对论费米子的材料，对位置和时间相关的扰动（如应变）做出反应，就像施加了电磁场一样。由于它们在对称性和唯象性上与外部电磁场不同，它们被称为伪电磁场，并且能够简单而统一地描述各种涉及拓扑半金属的非均匀系统。我们回顾了不同的物理方法来创建有效的赝场，其可观察到的后果，以及它们的相似之处和不同之处相比，电磁场。在这些不同之处是它们对量子反常的影响，量子理论中缺乏经典对称性，我们从量子场论和半经典的观点重新审视。我们的结论与预测可观察到的签名的伪字段和新生的实验状态。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport, geometry, and anomalies
热输运和重力之间的关系在1964年Luttinger的开创性工作中得到了强调，并已被广泛发展以理解热输运，最显着的是热霍尔效应。在这里，我们回顾了新的概念，涉及热输运，时空几何和量子场论异常。我们强调凝聚态物质中涌现的想法之间的交叉授粉，特别是外尔和狄拉克半金属，以及对高能物理产生的引力和尺度异常的理解。最后，我们与最近的实验进展，并提出了几个开放的问题的观点。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Triangle anomaly in Weyl semi-metals
Weyl半金属具有无质量的手征准粒子，因此受到三角形反常的影响。讨论了Weyl半金属特有的手征磁效应和手征涡旋效应的特点，提出了这种材料中三角形反常引起的三种新现象：1）反常冷却; 2）Burgers方程描述的孤子波电荷输运; 3）与Weyl费米子耦合的超流涡旋BKT相变的移动.此外，我们还建立了实际材料中手征磁流存在的条件。
2014-01-08 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Four-dimensional semimetals with tensor monopoles: From surface states to topological responses
量子反常为探索拓扑半金属中的输运现象提供了有益的指导。在这项工作中，我们介绍了一个模型描述了一个半金属在四维空间，其节点的行为就像张量单极在动量空间。该系统表现出的拓扑Dixmier-Douady不变量的值的变化，以及由相关的表面状态在其边界上，作为信号的胆固醇到胆固醇的相变。我们使用这个模型来揭示一个有趣的“四维宇称磁效应”，这源于宇称型异常。在这种效应中，在存在磁扰动的情况下，在时间调制虚拟单极子之间的分离时感生拓扑电流。除了在凝聚态和量子场论中的理论意义外，我们的模型所揭示的独特的4D磁效应可以通过模拟合成物质中的高维半金属来测量。
2020-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
On the path integral approach to quantum anomalies in interacting models
本文采用Fujikawa路径积分方法研究半金属场论中相互作用与手征反常的关联，分析了一维、三维模型中相互作用对反常输运的修正及非微扰反常模式，还探讨了混合轴引力反常的相互作用效应与观测条件。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Magnetic dynamics with Weyl fermions
在非平衡态热力学框架下研究了磁性Weyl半金属中电荷输运和谷自由度与序参量动力学的耦合。除了已建立的山谷相关的传输异常，植根于带结构拓扑结构，我们构建耗散耦合系统的三个动态组成部分驱动的电磁扰动的平衡。我们展示了谷自由度如何介导系统的电荷和磁部门之间的有效耦合，通过手性异常的组合，在电侧，和Onsager配对谷扭矩和泵送，在磁侧。这项工作补充以前的研究磁性外尔半金属的集体耗散的更系统的分析。我们讨论了谷介导的电流驱动的磁不稳定性和电荷泵的几个具体的例子，并扩展到反铁磁的情况下的理论。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall
Observation of a phononic higher-order Weyl semimetal
外尔半金属是一种特殊的系统，其中的奇异现象，如费米弧，伪规范场和量子异常，是由晶体固体中的电子和光子声子的超材料的拓扑带简并引起的。另一方面，高阶拓扑绝缘体揭示了超越传统体边对应的有趣的多维拓扑物理。然而，尚不清楚高阶拓扑是否可以出现在外尔半金属中。在这里，我们报告的实验发现高阶外尔半金属在其声子模拟表现出拓扑保护的边界状态在多个维度。我们在单轴螺旋对称的手征声子晶体中建立了高阶外尔半金属的物理实现。利用近场光谱，我们观察到了表面上的手征费米弧和铰链边界上的一种新的铰链弧态。这些拓扑边界弧态连接了外尔点在不同维度和方向上的投影，从而证明了外尔半金属中的高阶多维拓扑物理。我们的研究建立了晶体材料中高阶拓扑和Weyl物理之间的基本联系，并揭示了高阶拓扑半金属的新视野，其中可能出现前所未有的材料，如高阶拓扑半金属线。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Emergent gravity and chiral anomaly in Dirac semimetals in the presence of dislocations
我们考虑最近发现的具有两个Dirac点$\pm{\bf K}$的Dirac半金属。在存在弹性形变的情况下，每个费米子在弯曲空间中传播，其度规由狄拉克点附近的有效哈密顿量的展开定义。此外，还存在由狄拉克点的位移定义的出射电磁场。我们考虑形变是由位错引起的情况。位错携带着奇异扭转和出射磁场的量子化磁通。由于Stodolsky效应和Aharonov-Bohm效应，准粒子在位错上的散射既可以观察到扭转奇异性，也可以观察到出射磁通量。本文讨论了在涌现规范场、引力场和外电磁场存在下准粒子流的量子反常。特别是，它表明，在外部电场的存在下，准粒子/空穴从真空中沿位错抽运。沿位错出现的手征不平衡驱动了手征磁效应的模拟，即沿位错出现电流。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall hep-ph
New fermions on the line in topological symmorphic metals
拓扑金属和半金属（TM）最近引起了极大的兴趣。这些材料在高能物理学中产生了许多重要概念的凝聚态实现，从而在传输和光谱实验中产生了广泛的保护特性。研究最多的TM，即，外尔和狄拉克半金属，特征准粒子是教科书基本粒子的直接类似物。此外，迄今为止已知的TM可以基于带交叉的维度来表征。虽然外尔和狄拉克半金属的特征是零维点，但双线半金属的带交叉形成一维闭合环。在本文中，我们确定了一个TM，打破了上述范式。首先，TM的特点是在一个对称晶格中的三重简并带交叉，从而实现了在量子场论中不存在的出射费米准粒子。其次，频带交叉既不是0 D也不是1D。相反，它是由两个孤立的三重退化节点连接的多段线与双重退化。我们提供候选材料。我们进一步表明，三重简并带交叉的对称晶体中产生的朗道能级谱不同于已知的TM，这表明新的磁输运响应。我们的研究结果打开了大门，实现新的拓扑现象和费米子，包括输运异常和光谱响应的金属晶体与非平凡的拓扑超越Weyl/Dirac范式。
2016-05-22 cond-mat.mes-hall
Evidence for dominant phonon-electron scattering in Weyl semimetal WP$_{2}$
拓扑半金属揭示了一系列新的传输现象，包括电子流体力学，量子场论异常，极端的磁阻和迁移率。然而，这些行为的散射机制仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们揭示了显着的声子-电子散射的签名在II型外尔半金属WP $_{2}$通过温度依赖的拉曼光谱。在很大的温度范围内，我们发现最低能量$A_{1}$模的衰减速率主要由声子-电子散射而不是声子-声子散射决定。结合第一性原理计算，动量，能量，并允许的衰变路径的综合分析表明，这是从带内散射的电子。与理论的良好一致性进一步表明，这样的结果可能是真实的声学模式。因此，我们提供的证据声子的拓扑半金属的输运性质的重要性，并确定特定的属性，可能有助于在其他材料中的这种行为。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Triangle anomalies and nonrelativistic Nambu-Goldstone modes of generalized global symmetries
在外磁场中耦合到QED的无质量QCD中，沿外磁场方向线性偏振的光子与电荷中性π介子通过三角形反常混合，产生一个具有二次色散关系$ω\sim k^2$的无带隙模和一个带隙模.我们表明，这种无隙模式可以被解释为所谓的B型Nambu-Goldstone（NG）模式与广义全局对称性的自发破缺，它的存在是完全由对称代数中的异常交换子决定的。我们还讨论了这种非相对论NG模式在三维狄拉克半金属中的可能实现。
2019-06-10 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Enriched axial anomaly in Weyl materials
在量子理论中，量子反常通常与经典对称性的破缺有关，但即使对称性从一开始就被破缺，它们对可观测量的反常贡献仍然是明显和明确的。本文探讨了这种异常的贡献电流，起源于轴向异常的外尔半金属，并在存在一个通用的外尔节点混合项。我们发现，除了常见的轴向电流的异常发散成正比的产品的电场和磁场，有另一个异常项的乘积的电场和自旋相关的节点混合矢量的方向成正比。我们得到了这一结果，通过量子场论分析的有效外尔行动和解决一个明确的晶格模型。扩展的自旋混合质量项，以及它们所带来的丰富的轴向异常，可以作为平均场或邻近诱导的序参量出现在Weyl半金属的自旋密度波相位中，或者在Floquet理论中动态地产生。
2017-03-20 cond-mat.mes-hall
On the origin of Abrikosov's quantum linear magnetoresistance
在量子化磁场中，具有外尔谱的补偿半金属的电阻率呈现非饱和线性增长。这种所谓的量子线性磁阻是由Abrikosov提出的，但理论中使用的近似值仍然没有得到很好的说明，经常导致对分析适用的实验情况的混淆。在这里，我们推导出Abrikosov的确切结果，使用另一种形式主义的基础上扩散的回旋轨道在一个随机的潜力。结果表明，外尔谱和磁长尺度上的无序光滑是理论成立的必要条件，线性磁电阻出现在只有第零朗道能级半满的极端量子极限.正是外尔费米子的类相对论性质与其回旋中心的经典动力学之间的相互作用导致了线性磁电阻。我们还得到了一个类似的结果，在两个维度上，这是在文献中失踪，是相关的许多石墨烯为基础的系统。
2022-08-12 cond-mat.mes-hall
The Axial Anomaly in Lorentz Violating Theories: Towards the Electromagnetic Response of Weakly Tilted Weyl Semimetals
利用欧氏空间中的路径积分公式，通过考虑由标准模型推广提供的新的费米子修正项，推广了Lorentz破坏理论下阿贝尔手征反常的计算.我们发现，这种异常是不敏感的倾斜参数，保留其众所周知的协变形式。这种独立性的洛伦兹违反参数与文献中报道的其他结果是一致的。最初施加的规范不变正则化在计算结束时通过协变导数的高度非平凡组合的出现而一致地恢复，最终设法只给出包含电磁张量的项。我们强调，具有任意参数的异常值并不自动与描述此类材料的电磁响应的有效作用有关
2021-06-29 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Quantum Field Theory and its Anomalies for Topological Matter
拓扑以多种形式进入量子场论：在非阿贝尔规范理论中，最重要的形式之一是确定QCD中的$θ$真空。这种联系的一个非常相关的方面是通过手征和共形qft异常现象。人们已经认识到，一类材料，包括拓扑绝缘体和Weyl半金属，也表现出异常现象，这是负责几个奇异的现象，如边缘电流的存在，在扰动下的弹性和杂质的散射。另一个例子来自这些材料在热应力和机械应力下的响应函数，其可以使用广义相对论中的应力能量张量的关联函数来执行。在这种情况下，共形异常起着重要的作用。我们简要地说明了一些显着的特点，这种对应关系，和有效的行动描述的长程相互作用，可能占这样的拓扑效应。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech hep-th
Direct optical detection of Weyl fermion chirality in a topological semimetal
外尔半金属（Weyl semimetal，WSM）是一种新的拓扑相，其中外尔费米子（Weyl fermions，WFs）作为赝磁单极子出现在动量空间中。WFs的手征性，由π电荷的符号给出，是外尔物理的核心，因为它直接作为拓扑数的符号，并产生了诸如费米弧和手征异常的奇异性质。尽管是WSM的定义属性，WFs的手性从未被实验测量过。在这里，我们通过测量响应于圆偏振中红外线的光电流来直接检测WFs的手性。由此产生的光电流由WF的手性和光子的手性两者决定。我们的研究结果为实现广泛的理论建议铺平了道路，通过光学和电学手段来研究和控制WFs及其相关的量子异常。更广泛地说，这两个手性类似于2D材料中的两个谷，导致3D晶体中的新自由度，具有潜在的存储和携带信息的新途径。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Torsional Anomalies and Bulk-Dislocation Correspondence in Weyl Systems
基于超对称量子力学方法，我们系统地研究了具有挠率、曲率和外电磁场的Weyl系统中的$U\left(1\right)$规范反常和双态反常.这些反常现象分别与手征电流（或电流）不守恒和手征能量-动量（或能量-动量）不守恒有关，可应用于$^{3}\text{He-A}$相、手征超导体和具有位错和向错的Weyl半金属。与其它反常现象不同的是，在能量-动量空间中存在依赖于Weyl节点位置的扭转反常现象。这些异常来自于通过Weyl节点被抽运的粒子，因此它们对紫外物理不敏感，而Nieh-Yan异常来自于通过紫外截止的粒子流入。发现了电流不守恒和能量动量不守恒，这是由于位错中的零模所引起的，可以从Callan-Harvey机制来理解。最后，通过与$^{3}\text{He-A}$相的动量异常比较，我们发现Nieh-Yan项以及其他与截断相关的项是可以忽略的，因为Lorentz对称性破缺标度与化学势的比值是$10^{-5}$量级的.
2020-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
Tilt induced vortical response and mixed anomaly in inhomogeneous Weyl matter
我们提出了在存在空间不均匀性（即外尔锥的空间变化倾斜）的情况下外尔半金属中的非耗散输运效应和涡旋响应。我们表明，当光谱是各向异性和倾斜，由于空间晶格的变化，一个是面临广义量子异常，由于有效场来自倾斜结构。特别是，我们证明了位置相关的倾斜参数诱导局部涡，从而产生手征涡效应，即使在没有旋转或磁场。因此，它耦合到电场，从而有助于异常霍尔效应。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall
Interaction robustness of the chiral anomaly in Weyl semimetals and Luttinger liquids from a mixed anomaly approach
Condensed Matter Theory Center and Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学凝聚态理论中心与联合量子研究所）
本文通过混合异常方法研究Weyl半金属和Luttinger液体中手性异常的相互作用鲁棒性，发现手性电荷与总动量相关，且不受相互作用影响。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Torsional Landau levels and geometric anomalies in condensed matter Weyl systems
我们考虑的作用，坐标相关的四分之一（“费米速度”），动量空间几何形状，和扭转朗道能级（LLS）的凝聚态系统的低能外尔准粒子。与相对论性的对应物相反，它们产生于有限动量和线性光谱的明确截止。通过四分体与动量的万有耦合，它们经历了具有引力特征的几何手征和轴向反常。更准确地说，在低能时，费米子经历对应于各向异性黎曼-嘉当和牛顿-嘉当时空的背景场，这取决于低能色散的形式。在这些背景下，我们展示了如何扭转和Nieh-Yan（NY）异常出现在凝聚态外尔系统的紫外（UV）参数与尺寸的动量。扭转NY异常产生在最简单的条款，从扭转LL的频谱流耦合到节点在有限动量和线性近似与截止。我们仔细地回顾了相对论费米子在零动量时的扭转反常和谱流，并将其与有限动量凝聚态系统中的谱流、非零扭转反常和维数UV截止参数的出现进行了对比。我们将其应用于手征输运异常敏感的非均匀手征超导体，超流体和弹性应变下的外尔半金属的紧急四分体。与（伪）规范场相比，这导致了几何节点处的异常密度的抑制。我们还简要地讨论了非相对论性外尔费米子的反常热输运中的作用扭，这是通过对应于热梯度的Luttinger虚构的引力场产生的。
2020-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Longitudinal magnetoconductance and the planar Hall effect in a lattice model of tilted Weyl fermions
本文在Boltzmann近似下半解析地研究了倾斜Weyl费米子晶格模型，发现除谷间散射外，光滑晶格截断引入的非线性也是导致非共线电磁场下纵向磁电导由正变负的独立来源，并据此构建了用于诊断手性反常的相图。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of a phase transition within the domain walls of ferromagnetic Co3Sn2S2
Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的铁磁相被广泛认为是一种拓扑Weyl半金属，从传输和光谱探针的Berry曲率的动量空间单极的证据。由于能带结构对磁序高度敏感，人们的注意力集中在远低于居里温度的磁化强度、磁化率和输运测量中的异常，导致人们猜测“隐藏”相与铁磁性共存。在这里，我们报告空间分辨测量克尔效应显微镜，确定这一阶段。我们发现，异常符合深最小的畴壁（DW）的流动性，表明DW传播的两个制度之间的交叉。我们证明，这种交叉是一个二维相变内DW，其中的磁化织构从连续旋转到单向变化发生变化的表现。我们建议，这种2D过渡的存在，深内的铁磁状态的散装是一个巨大的品质因数的结果，磁晶各向异性独特的这种化合物。这项工作拓宽了传统的二元分类的DWs到布洛赫和Néel墙的视野，并提出了新的策略，操纵域壁和它们的作用，在电子和自旋输运。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure and physical properties of candidate topological material GdAgGe
本研究生长了候选拓扑材料GdAgGe单晶，表征了其反铁磁转变、输运等物理性质，结合能带计算证实其为具有鼓面表面态和非零贝里相位的非平庸节线半金属。
2024-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
