Absence of signatures of Weyl orbits in the thickness dependence of quantum transport in cadmium arsenide
在外尔轨道中，拓扑半金属的相对表面上的费米弧表面态通过体外尔或狄拉克节点连接。由于具有实空间分量，这些轨道积累了依赖于样本大小的相位。在最近的三维狄拉克半金属砷化镉（Cd 3As 2）的研究工作之后，我们在分子束外延生长的（112）取向Cd 3As 2薄膜中寻找了量子振荡和量子霍尔平台的厚度依赖效应的证据。我们比较了不同厚度的薄膜中的量子输运在明显相同的栅极调谐载流子浓度，并没有发现明确的依赖样品厚度上的量子振荡的相对相位。我们发现，载流子密度的小变化，难以检测到在低场霍尔测量，导致量子振荡的位移是相称的与以前报道的相移。基于量子输运数据的厚度依赖性的外尔轨道的未来声明需要更多的研究来证明这些竞争效应已经被解开。
2019-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Weyl orbit and quantum Hall effect in Dirac semimetal Cd3As2
拓扑狄拉克半金属由于相对表面上开费米弧之间的耦合，在表面态中表现出一种新的回旋轨道，称为外尔轨道。在这里，通过降低Cd 3As 2纳米片中的载流子密度，我们观察到从多频到单频的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡在受到面外磁场时的交叉，表明表面传输的主导作用。随着磁场的增加，SdH振荡进一步发展为纵向电阻不为零的量子霍尔态.通过跟踪振荡频率和霍尔平台，我们观察到塞曼分裂和提取朗道能级指数以及子带数。与传统的二维系统不同，这种独特的量子霍尔效应可能与量子化的外尔轨道有关。我们的研究结果呼吁进一步研究拓扑半金属低维结构中的奇异量子霍尔态。
2017-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kramers Weyl Semimetals as Quantum Solenoids and Their Applications in Spin-Orbit Torque Devices
Kramers Weyl半金属是具有固定在时间反演不变动量处的Weyl点的Weyl半金属。最近发现所有手征晶体在时间反演不变动量处都存在Weyl点，因此具有手征晶格对称性的金属都属于Kramers Weyl半金属范畴。在这项工作中，我们表明，由于手征晶格对称性，Kramers Weyl半金属具有独特的纵向磁电效应，其中的电荷电流诱导的自旋和轨道磁化平行于电流的方向。这一特性使得Kramers Weyl半金属可以作为具有轨道和自旋磁化的纳米级量子晶体。由于Kramers Weyl半金属的运动电子可以产生纵向磁化，Kramers Weyl半金属可以用于新设计的自旋轨道扭矩器件，具有垂直磁各向异性磁体的磁化切换的全电控制。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical transport in type-I multi-Weyl semimetals in the presence of orbital magnetic moment
Lalit Narayan Mithila University（拉利特·纳扬·米提拉大学）；M. R. M. College, Lalit Narayan Mithila University（拉利特·纳扬·米提拉大学 M.R.M. 学院）
研究第一类多外尔半金属的磁光输运，在半经典玻尔兹曼框架内推导相关磁导率解析表达式，阐明贝里曲率与轨道磁矩的相互作用，为多外尔半金属磁光响应提供实验可观测特征。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetal phase in solid-solution narrow-gap semiconductors
本文从理论上研究了具有强自旋-轨道相互作用的磁掺杂固溶体窄隙半导体如Cr掺杂Bi $_2$（Se $_x$ Te $_{1-x}$）$_3$中的铁磁有序。我们计算了杂质和巡游电子的自发磁化强度，并估计了临界温度作为磁性掺杂剂浓度和自旋轨道相互作用强度的函数。发现临界温度与掺杂浓度成正比，且随自旋轨道相互作用的增强而提高。铁磁相变可以使系统转变为具有动量空间中分离的一对外尔点的外尔半金属。
2014-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hourglass Weyl loops in two dimensions: Theory and material realization in monolayer GaTeI family
二维（2D）系统中的节点环通常易受自旋轨道耦合（SOC）的影响。在这里，我们探讨了2D系统的一种类型的双退化的节点回路，是强大的SOC下，并具有沙漏型分散。我们提出了实现这种沙漏外尔环，其中涉及非对称晶格对称性的对称性条件。根据对称性，环可以在布里渊区中呈现不同的图案。基于第一性原理计算，我们确定单层GaTeI族材料作为一个现实的材料平台，实现这样的循环。这些材料具有围绕高对称点的单个沙漏外尔环。有趣的是，还有一个额外的螺旋轴使自旋轨道狄拉克点。我们表明，沙漏外尔环和狄拉克点是强大的各种应用应变下。通过破坏螺旋轴，狄拉克点可以转化为第二个外尔环。此外，通过打破滑动镜，沙漏外尔环和自旋轨道狄拉克点都可以转化为一对自旋轨道外尔点。我们的工作提供了指导和现实的材料候选人探索迷人的物理几种新颖的二维涌现费米子。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deterministic Switching of Perpendicular Ferromagnets by Higher harmonics of Spin-orbit Torque in Noncentrosymmetric Weyl Semimetals
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
本文通过自旋轨道扭矩的高次角谐波，在保持面内镜像对称的系统中实现了垂直铁磁体的无场确定性翻转，并在非中心对称外尔铁磁体PrAlGe中通过第一性原理计算验证了该机制。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge and bulk states in Weyl-orbit quantum Hall effect as studied by Corbino measurements
本研究通过 Corbino 型器件测量拓扑狄拉克半金属薄膜中外尔轨道量子霍尔效应的边缘态与体态，发现边缘态形成独立的闭合轨迹，且体态在量子霍尔平台处未完全局域化。
2023-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localized spin-orbit polaron in magnetic Weyl semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
Kagome晶格Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$表现出典型的磁性Weyl半金属拓扑现象，如手征反常和费米弧表面态。探测它的磁性对于理解这种相关的拓扑状态至关重要。在这里，使用自旋极化扫描隧道显微镜/光谱（STM/S），我们报告的发现，本地化的自旋轨道极化子（SOP）与三重旋转对称性成核周围的单S空位在Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$。SOP携带自旋极化的磁矩和与Berry相和持续循环电流相关的拓扑起源的大轨道磁化。利用原子力显微镜和扫描隧道显微镜检测到了明显的磁弹耦合。我们的研究结果表明，SOP可以增强磁性和稳定性的磁性Weyl节点更强大的时间反演的破环拓扑现象。SOP的受控工程可能为功能量子器件的实际应用铺平道路。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature van der Waals magnetoresistive memories with data writing by orbital current in the Weyl semimetal TaIrTe4
本研究以贝里曲率偶极子为关键因子，利用外尔半金属TaIrTe4的轨道电流实现TaIrTe4/Fe3GaTe2异质结构的无场垂直磁化翻转，达成室温全电控制的低功耗范德华磁阻存储器，为轨道电子学及磁存储技术提供新方向。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Correlation Mediated by Weyl Orbits
非定域性是量子物理中一个有趣的话题，通常由一些独特的量子态介导。在这里，我们调查外尔半金属板，并发现一个异国情调的非局部相关效应时，放置两个势阱仅仅在顶部和底部表面。这种关联来自于Weyl半金属中的特殊Weyl轨道，并且是拓扑能带理论中的体边界对应的结果。进一步揭示了一个巨大的非局域输运信号和外尔费米子的体击穿，这可以作为实验验证这种非局域关联效应的签名。我们的结果扩展了非定域性家族中的一个新成员，并对设计具有奇特功能的新型电子器件具有潜在的应用价值。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional hourglass Weyl nodal loop in monolayer Pb(ClO$_{2}$)$_{2}$ and Sr(ClO$_{2}$)$_{2}$
近年来，固体材料中的沙漏型费米子引起了人们极大的兴趣。然而，具有沙漏形能带结构的实际二维（2D）材料仍然非常稀少。本文通过第一性原理计算，确定了单层Pb（ClO $_{2}$）$_{2}$和Sr（ClO $_{2}$）$_{2}$作为实现二维沙漏Weyl节环的新的现实材料平台。我们发现，这些单层材料具有一个沙漏外尔节环周围的$Γ$点和外尔节线的布里渊区（BZ）边界的自旋轨道耦合（SOC）的情况下。通过对称性分析，我们证明了沙漏形Weyl节环和Weyl节线受到非对称性的保护，并且在双轴应变下是鲁棒的。当我们考虑SOC时，在沙漏节环和节线中会打开一个微小的缺口，节线可以转化为自旋轨道狄拉克点。我们的研究结果提供了一个新的现实的材料平台，研究有趣的物理与二维沙漏外尔节环和自旋轨道狄拉克点。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of the spin-orbit coupling effect in Magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
自旋轨道耦合（SOC）提高了能带简并度，这在寻找不同拓扑态，如拓扑绝缘体（TI）和拓扑半金属（TSM）中起着至关重要的作用。在TSM中，SOC可以部分地间隙简并节线，导致形成Dirac/Weyl半金属（DSM/WSM）。然而，这种SOC引起的间隙结构沿节线在TSM尚未得到系统的实验研究。在这里，我们报告了直接观察这种间隙结构的磁性WSM Co 3Sn 2S 2使用高分辨率角分辨光电子能谱。我们的研究结果不仅揭示了在Co 3Sn 2S 2中WSM相形成过程中强SOC效应的存在和重要性，而且为理解其奇异的物理性质提供了见解.
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl orbits as probe of chiral separation effect in magnetic Weyl semimetals
本文研究磁性外尔半金属中手性分离效应与外尔轨道的关系，提出通过观测外尔轨道对霍尔电导的贡献来实验探测手性分离效应，作为量子振荡方法的替代方案。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall hep-ph
Cyclotron resonance of figure-of-eight orbits in a type-II Weyl semimetal
研究了Ⅱ型外尔半金属电子-空穴联合费米面中的回旋共振。在磁场中，电子和空穴在Weyl节点处发生杂化，形成量子化的朗道能级，对应于半经典的8-形轨道。我们计算了在$x$和$y$ -方向上振荡的电场的动态电导率，发现在$x$和$y$中的共振频率相差2倍，反映了真实空间中的8字形电子运动。在回旋共振中的特殊的各向异性作为一个独特的哑铃状费米面的特性。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
Facilitating field-free perpendicular magnetization switching with a Berry curvature dipole in a Weyl semimetal
该研究报道了WTe2/Fe3GeTe2异质结构中贝里曲率偶极子相关的轨道埃德尔斯坦效应产生的轨道力矩与自旋轨道力矩的协同作用，实现了无场垂直磁化翻转并独立调控两种力矩，加深了对力矩协同动力学的理解并为磁阻随机存取存储器应用提供思路。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl points and spin-orbit coupling in copper-substituted lead phosphate apatite
本研究通过群论与全相对论DFT计算，揭示铜取代铅磷酸盐磷灰石中自旋-轨道耦合导致额外外尔点，并开发算法定位全部66个外尔点，观察到表面费米弧及自旋极化现象。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weyl Metal Phase in Delafossite Oxide PtNiO$_2$
本文通过第一性原理计算预测菱方结构PtNiO$_2$为稳定铁磁外尔金属，并沿[100]方向发现20对外尔节点，为研究铜铁矿磁性外尔物理提供了新平台。
2023-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase shift of cyclotron orbits at type-I and type-II multi-Weyl nodes
强磁场中响应函数的量子振荡往往揭示金属的一些最有趣的性质。特别是，振荡相移是敏感的拓扑带功能，从而有助于识别外尔费米子的存在。在这项工作中，我们预测的特征参数依赖性的相移与倾斜和过度倾斜的色散（I型和II型Weyl费米子）和任意拓扑电荷（多Weyl费米子）。对于II型外尔费米子，我们的计算捕获的情况下，磁突破之间的电子和空穴部分的色散。这里的相移原来只取决于量子化的拓扑电荷，由于从电子和空穴部分的非通用贡献的取消。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in spin-orbit coupled noncentrosymmetric and Weyl metals
本文对比了自旋轨道耦合非中心对称金属与Weyl金属中手性反常驱动的磁输运行为，揭示轨道磁矩性质差异导致纵向磁电导符号等关键区别，并分析了平面霍尔效应及杂质影响。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Breakdown of chiral anomaly and emergent phases in Weyl semimetals under orbital magnetic fields
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；The Helen Diller Quantum Center, Technion（海伦·迪勒量子中心）
研究轨道磁场对韦伊尔半金属中手征异常的影响，揭示层状陈数绝缘体的出现及各向异性对相变序列的影响。
2026-03-14 cond-mat.mes-hall
Atomically-precise engineering of spin-orbit polarons in a kagome magnetic Weyl semimetal
本文利用扫描隧道显微镜在kagome磁性Weyl半金属Co3Sn2S2中实现了空位局域自旋-轨道极化子的原子级精确工程，通过逐步修复空位调控其磁矩，为拓扑量子材料中的原子量子态工程提供了新平台。
2023-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supercurrent-induced Skyrmion dynamics and Tunable Weyl points in Chiral Magnet with Superconductivity
最近的研究表明，超导性为自旋电子学提供了新的视角。我们研究了由s波超导体和立方手征磁体组成的异质结构，它可以稳定拓扑自旋织构，即skyrmion。我们提出了一个超导引起的自旋力矩，起源于自旋轨道耦合，我们表明，自旋力矩可以驱动一个skyrmion在一个有效的方式，减少焦耳加热。我们还研究了Bogoliubov准粒子的能带结构，并证明了Weyl点的存在，其位置可以由磁化方向控制。这导致在自旋织构存在下作用于准粒子的有效磁场。此外，外尔锥的倾斜也可以通过自旋轨道耦合的强度来调节，我们提出了一种可能的实现II型外尔点。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective Hamiltonian approach to optical activity in Weyl spin-orbit system
凝聚态物质中的手征或旋向性会引起反常的光学响应，如自然旋光性、光偏振面的旋转，这是由于空间反转对称性的破坏。本研究通过基于虚时路径积分形式推导出有效汉密尔顿量，从理论上研究了具有二次色散的外尔自旋轨道系统（时间反转下不变量的典型手征系统）的光学性质。我们表明，有效的哈密顿量确实可以写在Lipkin建议的光学手性序参量。从哈密顿量出发讨论了自然旋光性。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall
Landau levels in Weyl semimetal under uniaxial strain
本文利用连续模型和晶格模型研究了单轴应变对Weyl半金属中Weyl节点的影响，发现单轴应变会导致磁场重整化，使Landau能级向高能移动，并在晶格模型中揭示了Hofstadter蝴蝶能谱。
2025-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral anomaly in noncentrosymmetric systems induced by spin-orbit coupling
在具有Weyl点对的凝聚态系统中，手征反常现象可能得以实现。在这里，我们表明，手征异常可以实现在不同的非中心对称系统，即使没有Weyl点对时，自旋轨道耦合诱导非零Berry曲率通量通过费米面。这促使凝聚态物质的手征异常被解释为费米面性质，而不是外尔点性质。自旋-轨道耦合诱导的反常再现了手征反常的电荷输运性质，如负纵向磁电阻和Weyl半金属中的平面霍尔效应。由于它是自旋-轨道耦合的起源，它也影响自旋输运，并引起异常诱导的纵向自旋电流和磁自旋霍尔效应，这是在传统的Weyl半金属中不存在的。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall
Ideal Weyl semimetal with 3D spin-orbit coupled ultracold quantum gas
人们在寻找各种类型的外尔半金属方面付出了巨大的努力，其中最基本的相由最小数量的外尔点组成，即两个外尔点，但很难在固体中进行工程设计。在这里，我们展示了如何基本Weyl半金属可以实现在一个可折叠的光学拉曼晶格，与三维（3D）自旋轨道（SO）耦合的超冷原子。此外，还预言了一种新的Weyl相，这种相具有Weyl结点和结点环共存的结构，并证明了这种相受非平凡连接数的保护。我们进一步提出了可行的技术，通过二维平衡和动态测量精确地解决三维外尔带拓扑结构。首次实现了最基本的Weyl半金属带和超冷量子气体的三维SO耦合，这两个问题分别是凝聚态物理和超冷原子物理中的重要问题。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of spin-orbit coupling induced Weyl points and topologically protected Kondo effect in a two-electron double quantum dot
近年来，凝聚态系统的拓扑学方面的研究活动激增。拓扑非平凡相的物质通常伴随着受保护的表面状态或奇异的简并激发，如马约拉纳终态或Haldegan的局域自旋。然而，拓扑保护的简并也可以大量出现。Weyl半金属提供了一个有趣的例子，即使在没有相互作用的情况下，拓扑保护的电子带简并和奇异的表面态也会出现。在这里，我们从实验和理论上证明，外尔简并自然出现在一个相互作用的量子点系统，外部磁场的特定值。这些磁性外尔点对于大多数量子点器件中不可否认地存在的自旋轨道耦合是鲁棒的。我们的输运实验通过InAs双点装置放置在磁场中揭示了一对外尔点的存在下，表现出强大的基态简并和相应的保护近藤效应。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Dirac-Weyl electrons in a periodic spin-orbit potential
石墨烯超结构已经被广泛研究，但SU（2）哈密顿量的原始结构从未被修改。我们研究了由自旋轨道相互作用空间调制引起的SU（2）xSU（2）超结构，导出了自旋轨道相互作用空间调制方向上晶格矢量的解析能带条件。这种能带条件的简单形式使我们能够估计由于避免带交叉而产生的带隙的大小，并深入了解能带结构对势的宽度的依赖性。我们还研究了晶格动量相对于自旋轨道相互作用的调制方向形成有限角度的情况下的能带结构。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Weyl magnons in pyrochlore antiferromagnets with all-in-all-out orders
我们研究了具有全进全出（AIAO）磁序的烧绿石反铁磁体的新型拓扑磁振子带交叉。通过一般对称性分析和自旋波理论，我们证明了具有AIAO有序的烧绿石材料在外加磁场或单轴应变下都可以存在Weyl磁振子。在小磁场下，具有AIAO背景的烧绿石的磁振子带可以呈现两个带相反电荷的Weyl点，这是量子材料中可实现的最少数量的Weyl点，迄今为止还没有实验观测到。我们进一步表明，呼吸pyrophores与AIAO订单可以表现出外尔磁振子单轴应变。这些发现适用于任何烧绿石材料支持AIAO订单，无论形式的相互作用。具体而言，我们表明，外尔磁振子是强大的直接（积极）Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。由于烧绿石磁体中普遍存在的AIAO有序，包括R $_2$ Ir $_2$ O $_7$，以及实验上可实现的外部应变和磁场，我们的预测为见证量子磁体中的Weyl磁振子提供了有希望的舞台。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac, Rashba and Weyl type spin-orbit couplings: toward experimental realization in ultracold atoms
我们提出了一系列的最小光学喇曼晶格方案，用于实验实现超冷原子的各种类型的自旋-轨道（SO）耦合，包括二维（2D）Dirac型的$C_4$对称性，二维Rashba型和三维Weyl型.这些方案在当前的冷原子技术中是很容易实现的，特别是，一个长寿命的二维Dirac SO耦合的玻色-爱因斯坦凝聚已被实验证实。2D Rashba和3D Weyl类型的生成有一个微妙的要求，即两个激光束源具有两个因子差的不同频率。令人惊讶的是，我们发现，$^{133}$ Cs原子提供了一个理想的候选人的实现。一个共同的和基本的特点是没有任何微调和相位锁定的实现，所产生的SO耦合的超冷原子具有较长的寿命。这些方案从本质上改善了现有实验的可及性和可控性，为研究高维SO物理和超冷原子的新拓扑相开辟了新的实验平台.
2017-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Pairwise annihilation of Weyl nodes induced by magnetic fields in the Hofstadter regime
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院成员机构）；Physics Department, Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院物理系）
本研究探究霍夫施塔特区域全范围磁场诱导的外尔节点成对湮灭效应，明确了不同外尔节点配置下湮灭后生成的物相类型，提出了可准确预测湮灭后物相的直观表征方法。
2024-01-28 cond-mat.mes-hall
Electron Correlation Induced Spontaneous Symmetry Breaking and Weyl Semimetal Phase in a Strongly Spin-Orbit Coupled System
本文从理论上研究了描述一个拓扑非平凡态的三维狄拉克费米子系统中的电子关联效应。结果表明，在平均场近似下，在自旋轨道耦合和电子关联都很强的区域，系统的时间反转和反转对称性自发地被打破.这个相被认为是晶格量子色动力学中的相的类似物。研究还表明，在磁性杂质的存在下，电子关联增强了拓扑绝缘体相和正常绝缘体相之间的Weyl半金属相的出现。
2012-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Pseudospin Hall effect of light in photonic crystals with Weyl points
近年来，光子自旋轨道耦合的研究引起了人们的广泛关注，并在光学领域有着许多潜在的应用。在最近发现的具有Weyl点的超材料--光子晶体中，光子的赝自旋-轨道耦合与自旋-轨道耦合具有相似之处。我们研究了光在这种超材料中的赝自旋霍尔效应，发现在全反射过程中，光束经历了与外尔点的赝自旋（或自旋电荷）成比例的横向位移。由于自旋霍尔效应激发了许多探索光学应用的工作，探索光子轨道自由度和赝自旋自由度之间的耦合在光学领域也可以取得丰硕成果，在其他领域也可以实现Weyl点。
2017-04-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Realization of ideal Weyl semimetal band in ultracold quantum gas with 3D Spin-Orbit coupling
外尔半金属[1-6]是三维（3D）无隙拓扑相，在体带中具有外尔锥，并且宿主被称为外尔费米子的无质量准粒子，其由赫尔曼·外尔在二十年代后期理论化[7]。格理论限制外尔锥必须成对出现，锥的最小数目是两个。只有两个外尔锥的半金属是理想的外尔半金属，它是探索广泛外尔物理的最佳平台，但很难在固体中工程。在这里，我们报告的IWSM带的实验实现合成的第一次三维自旋轨道（SO）耦合的超冷原子。我们设计了一个三维组态可调谐的光学喇曼晶格[8]，实现了超冷量子气体的Weyl型SO耦合，从而可控地获得了IWSM带。拓扑Weyl点通过虚拟切片成像技术[8，9]在平衡状态下清晰测量，并在淬火动力学中进一步解析，揭示了实现的IWSM带的关键信息。IWSM带的实现为基于最优Weyl半金属平台研究各种奇异现象开辟了一条途径。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Oscillations from Surface Fermi-Arcs in Weyl and Dirac Semi-Metals
外尔半金属的表面态由不连续的费米弧组成。这种不寻常的表面费米学提供了大量Weyl相的拓扑特征的指纹。使用半经典和数值方法相结合，我们表明，与天真的期望，有封闭的磁轨道涉及开放的表面费米弧。在取决于样品厚度的临界场强以下，这些轨道在磁场中产生态密度的周期性量子振荡，从而能够对非常规费米弧表面态进行各种实验探测。这些轨道对于再现有限平板中的体手征异常也是必不可少的。这些结果，然后扩展到密切相关的和最近发现的3D狄拉克SM材料，包括Cd3As2和Na3Bi，这是Weyl半金属晶体对称性保护的双重副本。尽管保护晶体对称性被表面破坏，我们表明狄拉克材料仍然可以拥有非常规的表面态，这可以在量子振荡实验中检测到。
2014-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant tunable nonreciprocity of light in Weyl semimetals
分析了光在Weyl半金属薄膜中的传输。这些材料的磁性家族被称为反常霍尔效应，其被大的Berry曲率增强，允许在没有外部磁场的情况下产生强的回旋和非互易效应。预测了在Voigt组态铁磁Weyl半金属薄膜中存在非互易波导电磁模。由于无隙外尔谱和大的Berry曲率引起的强介电响应，铁磁外尔半金属结合了磁性半导体的最佳波导特性和铁磁体中的强反常霍尔效应。的非互易性的大小取决于两个内部的外尔半金属属性，外尔节点的分离，和外部因素，周围的膜介质之间的光学对比度。通过调节外尔半金属中的费米能级，可以改变太赫兹和中红外范围内波导模式的工作频率。我们的研究结果铺平了道路，紧凑，可调，有效的非互易光学元件的设计。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic description of Weyl fermions in condensed state of matter
由于外尔半金属具有许多独特的输运性质，它们是现代电子学中很有前途的材料。我们在强耦合近似下研究了外尔点附近的电子，基于它们作为无质量外尔费米子的表象。基于多粒子Weyl方程和多粒子波函数，建立了一个新的基于多粒子量子流体力学方法的流体模型，用于描述外电磁场中低能极限下不同手征性的电子气在Weyl点附近的行为.导出的方程组形成一个封闭的装置，用于描述的电子流，自旋密度和自旋电流密度的动态。在此基础上，我们考虑了外均匀磁场中Weyl费米子系统的微扰，预言了在Weyl点附近电子系统中的新型本征波.
2021-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Finite bulk Josephson currents and chirality blockade removal from inter-orbital pairing in magnetic Weyl semimetals
磁性外尔半金属（WSM）被认为是免疫的邻近诱导自旋单重态超导配对由于手征封锁的规则Andreev反射。在这项工作中，我们研究了所有可能的超导配对中的WSM夹在两个传统的超导体之间的约瑟夫森结设置。我们证实，虽然传统的轨道内$s$波配对是存在于表面上的WSM，它不能传播到散装由于手性封锁。然而，轨道间的$s$波配对，具有偶数频率自旋单线态和奇数频率混合自旋三线态对称性，传播到WSM的主体中，就像几个$p$波对称性一样。为了证明这些有限的轨道间和$p$ -波对振幅在实验装置中的重要性，我们计算约瑟夫森电流，并发现一个有限的，甚至增加电流时，常规的轨道内配对的手性阻断效应增强。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit driven spin depolarization in the ferromagnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$最近作为铁磁Weyl半金属出现。自旋分裂带的理论研究预测在化合物中的半金属性。在这里，我们报告的检测自旋极化的超电流通过Nb/Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的Andreev反射被认为是大的，表明从半金属量的大偏差点接触。实际上，Andreev反射谱的分析揭示了Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$在费米能级上只有50%的自旋极化.我们对电子态密度的理论计算揭示了在费米能级附近存在自旋去极化效应。包含自旋轨道耦合也揭示了粒子-空穴的不对称性，这解释了在我们的实验Andreev反射光谱中观察到的大的不对称性。
2019-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermi-arcs mediated transport in surface Josephson junctions of Weyl semimetal
该研究探究外尔半金属表面约瑟夫森结中费米弧介导的输运，分析不同对称性破缺及外场下的电流振荡规律，并用散射理论网络模型解释，揭示振荡与外尔节点间距等参数的关联。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall
Recognition of Fermi-arc states through the magnetoresistance quantum oscillations in Dirac semimetal Cd3As2 nanoplates
在垂直磁场作用下，外尔半金属中的不相交费米弧可以与手征体模相互干涉，并参与到异常的闭合磁轨道中。在这里，我们进行量子振荡研究狄拉克半金属Cd 3As 2，一个近亲的Weyl半金属这种不寻常的Weyl磁轨道。我们发现，当纳米片的厚度小于电子的平均自由程时，在高场下会出现额外的二维量子振荡，这种振荡是由外尔磁轨道引起的，它是在三维体背景下产生的.非定域探测提供了Weyl磁轨道二维量子振荡的进一步证据，为研究磁场作用下费米弧的量子输运性质提供了一种新的途径.
2017-10-05 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetic chemical bonds in molecular states of impurities in Weyl semimetals
我们证明了外尔半金属中电子散射的手征性导致一对杂质分子态形成磁性化学键。这种效应与哈密顿量中的时间反演对称性破缺项的存在有关，该项驱动从s波散射到p波散射的交叉。相应的分子轨道和它们的自旋极化的轮廓由连接两个Weyl节点和两个杂质的线的相对取向定义。分子轨道的磁性及其可调性为掺杂Weyl半金属用于自旋电子学和量子比特的实现开辟了道路。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Weyl Semimetal Thin Films in the Presence of Spin-Orbit Coupled Impurities
拓扑半金属在凝聚态物理中一直处于实验和理论关注的前沿。其中，最近发现的外尔半金属具有由三维狄拉克锥描述的色散，这是奇异物理学的根源，例如磁输运中的手征异常。在时间反演对称（TRS）外尔半金属膜中，限制间隙给准粒子一个质量，而TRS是通过具有偶数个质量相反的谷来保持的。该薄膜可以通过栅极电场通过拓扑相变进行调谐。在这项工作中，我们提出了一个理论研究的量子校正的拓扑半金属薄膜的导电性，这是由复杂的相互作用的手征能带结构，质量项，标量和自旋轨道散射。我们研究标量和自旋轨道散射机制在同一个立足点，表明它们有很强的定性和定量的影响电导率校正。我们发现，由于自旋结构的矩阵格林函数，在非本征自旋轨道散射线性项存在于布洛赫和动量弛豫时间，而以前的工作已经确定从二阶开始的校正。在小准粒子质量的限制下，杂质自旋-轨道耦合中的线性项导致弱反定域修正中潜在的可观察到的密度依赖性。此外，当质量项约为线性狄拉克项的30%时，系统处于量子修正为零的么正对称类，非本征自旋-轨道散射的转换使系统处于弱反定域.我们讨论了单重态和三重态Cooperon通道的弱局域化和弱反局域化机制之间的交叉，调节自旋轨道散射强度。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Versatile tunable optical injection of chiral polarized Weyl fermions in a magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
本研究在磁性Weyl半金属Co3Sn2S2中观测到中红外光手性依赖的光电流，源于三阶非线性过程注入手性极化Weyl费米子，且可通过磁化方向和电场多功能调控，为可调圆偏振光探测和量子器件奠定基础。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall
Large out-of-plane spin-orbit torque in topological Weyl semimetal candidate TaIrTe4
本研究针对传统SOT材料面外自旋极化电流不足的问题，利用拓扑外尔半金属候选材料TaIrTe4在室温下实现了大面外类阻尼SOT，其自旋霍尔电导率比已有报道高一个数量级，可用于高能效无外场自旋电子器件开发。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall
Semiclassical dynamics of Dirac and Weyl particles in rotating coordinates
建立了有外电磁场和整体转动时Dirac粒子的半经典动力学理论。为了给出狄拉克粒子的哈密顿形式，提出了一种辛二形式，即自旋指数矩阵。在螺旋度基础上得到了狄拉克粒子的粒子数和电流密度。按照类似的程序，Weyl粒子的半经典动力学理论完成。结果表明，外尔和狄拉克粒子的相空间动力学是直接联系在一起的。计算了由外磁场和坐标系的角速度引起的反常手征效应。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Supercurrent-Induced Weyl Superconductivity
我们证明了在具有线节点的非中心对称自旋轨道耦合超导体中，有限的超电流可以诱导出外尔超导电性。本文引入了一个三维紧束缚模型，研究了具有有限质心动量的$D+p$ -波对态的四重超导体，并阐明了在无限小的超电流作用下发生的线-节-点-节的光谱跃迁.我们还澄清了自旋轨道耦合中的高阶效应对这种现象特别重要。点节点受到拓扑非平凡Weyl荷的保护，因此超导体表面出现无隙弧态。此外，点节点的位置和外尔电荷都依赖于电流的方向。此外，量子化的Berry相位定义在高对称平面上的特征的外尔节点时，考虑面内超导。这为利用外场控制超导能隙结构开辟了一条新的途径。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetovortical and thermoelectric transport in tilted Weyl metals
我们研究倾斜如何影响的非对角，无耗散响应的手性不平衡的外尔锥对各种外部扰动。这对手性不平衡的外尔锥可以被描述为一种手性电子流体，它可以以包含涡量的速度场流动。在施加外部磁场时，我们得到了所谓的磁涡线性响应矩阵，该矩阵将电流和热流与磁场（手征磁效应）和涡度（手征涡效应）联系起来。我们展示了这个response矩阵如何在倾斜锥体时变得各向异性，并确定其非解析的长波长行为，以及相应的AC响应。此外，我们讨论了倾斜依赖的电子（或密度-密度）磁化率引入各向异性的类声激发的色散关系中的手征费米子的流体，这被称为手征磁波。在外部施加电场和温度梯度的情况下，我们发现在垂直于倾斜方向和扰动的电流和热流密度的霍尔响应。由于倾斜方向形成时间反演对称性破缺矢量，非零（热）轨道磁化显现出来。我们计算的磁化电流微观和阐明如何减去这些贡献，以获得运输电流。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall
Observation of topological switch between Weyl semimetal and third-order topological insulator phases
本文在三维电路超材料中实验实现三维自旋轨道耦合，通过调节二聚化耦合强度实现外尔半金属与三阶拓扑绝缘体相的共存和可控切换，并观测到费米弧和加倍简并的拓扑角态。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport signatures of surface states in a Weyl semimetal: evidence of field driven Fermi arc interferometry
外尔半金属的一个标志性性质是存在拓扑保护的表面态-动量空间中连接外尔点的弧。然而，散装状态的存在使得检测表面对运输的贡献具有挑战性。在这里，我们提出了一个高品质的样品的原型外尔半金属，砷化钽的磁阻研究。通过测量Shubnikov de Haas效应，我们揭示了一个二维回旋轨道的存在。这个轨道与[001]晶体表面上穿过两个不同费米弧的相干准粒子的干涉是定量一致的。对这种效应的观察表明，高磁场不仅可以用来研究费米弧的输运性质，还可以用来研究它们的量子力学波函数的干涉。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall
Existence of nodal-arc and its evolution into Weyl-nodes in the presence of spin-orbit coupling in TaAs & TaP
本文通过第一性原理计算揭示TaAs和TaP中节弧作为节环基本单元的存在，并阐明其在自旋轨道耦合作用下演化为外尔节点的机制。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
