Magnetic breakdown and Klein tunneling in a type-II Weyl semimetal
第二类外尔半金属的能带结构具有成对的电子和空穴口袋，它们在一定的能量范围内共存，并在拓扑保护的锥形点处接触。我们确定的签名，这外尔点的磁量子振荡的态密度，可观察到的热力学性质。在磁场中电子和空穴袋之间的隧穿是实空间中pn结中Klein隧穿的动量空间对应物。这种磁击穿发生在特征场，当费米能级接近外尔点时，该特征场消失。拓扑上不同的、连通的或不连通的II型外尔锥对可以通过量子振荡对磁场方向的定性不同依赖性来区分。
2016-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical correlation functions and the related physical effects in three-dimensional Weyl/Dirac semimetals
利用Passarino-Veltman约化方法，在零温下统一推导了三维Weyl/Dirac半金属的动力学关联函数，包括密度-密度、密度-电流和电流-电流.为了验证这些关联函数，建立了任意阶减法的广义Kramers-Kronig关系.我们的结果导致准确的手征磁导率和直接恢复以前的几个限制。我们还研究了磁磁化率，轨道磁化强度，并简要讨论了电子相互作用对这些物理量在随机相位近似的影响。我们的工作为研究三维Weyl/Dirac半金属中高阶空间色散引起的非局域输运和光学性质提供了一个起点。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall
Breakdown of universality in three-dimensional Dirac semimetals with random impurities
Dirac-Weyl半金属是一种独特的三维（3D）相物质，具有无隙电子和新的电动力学性质，被认为对弱扰动具有鲁棒性。在这里，我们揭示了无序统计和杂质的多样性在三维半金属中的不可压缩电子的稳定性的关键影响。聚焦于稀有杂质配置所起的关键作用，我们表明，在稀释的随机势阱的存在下，低能量共振的丰度赋予罕见的本地化零能量模式的统计意义，从而提升节点的状态密度。这里报道的强非微扰效应将3D Dirac-Weyl半金属转换为可压缩金属，即使在最低的杂质密度。我们的分析结果进行了验证，高分辨率的真实空间模拟记录大的三维晶格高达536 000 000轨道。
2021-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Interacting Weyl semimetals: characterization via the topological Hamiltonian and its breakdown
外尔半金属（WSMs）构成了一个三维相与线性分散的外尔激发在低能量，这导致不寻常的电动力学响应和开放的费米弧边界。我们推导出一个简单的标准来识别和表征WSM在相互作用的设置使用精确的电子格林函数在零频率，它定义了一个拓扑布洛赫哈密顿。我们应用这一标准的数值分析，通过集群和其他方法，相互作用的晶格模型和没有时间反演对称性。我们确定了各种机制的相互作用如何移动和重整外尔费米子。我们的方法仍然有效的存在长程库仑排斥。最后，我们引入了一个WSM相，我们的标准打破了由于分馏：带电的外尔准粒子是正交的电子。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Breakdown of boundary criticality and exotic topological semimetals in $\mathcal{P}\mathcal{T}$-invariant systems
本文发现周期驱动可破坏$\mathcal{P}\mathcal{T}$不变系统的边界临界性，从而在零模和$\pi/T$模中实现静态缺失的一阶和二阶拓扑相，并在三维系统中发现具有共存表面和铰链费米弧的奇异二阶狄拉克和节线半金属。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Breakdown of Fermi liquid theory in topological multi-Weyl semimetals
费米液体理论适用于大多数正常金属，但在许多强关联电子系统中，如铜氧化物和重费米子超导体中，费米液体理论被发现是违背的。一个被广泛接受的判据是，当相互作用引起的费米子阻尼率比能量更快地接近零时，费米液体理论是有效的。否则无效。在这里，我们证明了这一标准打破拓扑双和三重Weyl半金属。重整化群分析表明，尽管库仑相互作用诱导的双Weyl和三Weyl费米子的阻尼率比能量更快地趋近于零，但准粒子剩余消失，费米液体理论失效.这种行为表明费米液体理论的弱于边缘的违反。这种非传统的非费米液态起源于双Weyl和三Weyl费米子的特殊色散，并且与所有其他费米液态和非费米液态有质的不同。费米子阻尼率和谱函数的预测性质可以通过角分辨光电子能谱来探测。结合库仑相互作用引起的修正，计算和分析了态密度、比热和电导率。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comprehensive investigation of Quantum Oscillations in Semimetal Using an ac Composite Magnetoelectric Technique with Ultrahigh Sensitivity
本文利用超高灵敏度交流复合磁电技术研究拓扑节线半金属 ZrSiS 的量子振荡，成功捕获全部基本频率和大多数磁击穿频率，弥补了传统方法在相同条件下的频率缺失，证明该技术是研究复杂费米面拓扑半金属的有效工具。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large nonreciprocal absorption and emission of radiation in type-I Weyl semimetals with time reversal symmetry breaking
在局部热平衡下，物体的光谱、定向发射率和吸收率之间的相等性被称为基尔霍夫辐射定律。基尔霍夫辐射定律的破坏在物理上是允许的，因为打破了时间反演对称性，并且可以为非互易光发射器和吸收器提供机会。最近在拓扑Weyl半金属，特别是I型磁性Weyl半金属和II型Weyl半金属中观察到的大的反常Hall电导率和角，被期望产生大的非互易电磁波传播。在这项工作中，我们专注于I型磁性Weyl半金属，并通过建模和模拟表明，非互易表面等离子体激元可以导致显着的非互易性没有外部磁场。本工作中的建模从一对Weyl节点开始，然后是具有多对Weyl节点的更真实的模型。费米弧表面状态也考虑到通过表面电导率。这项工作指出，拓扑外尔半金属磁光和能源应用的适用性。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall
Emergence of Gapped Bulk and Metallic Side Walls in the Zeroth Landau level in Dirac and Weyl semimetals
最近的输运实验揭示了外尔半金属在量子极限下的纵向磁电阻激活，表明在强磁场中手征反常被击穿。在这里，我们提供了一个通用的机制缺口零手征朗道水平适用于狄拉克和外尔半金属。结果表明，当磁轴垂直于Dirac/Weyl节点间距，且磁场长度的倒数$l_B^{-1}$与节点间距尺度$Δk$相当时，零朗道能级是反交叉的.在Weyl半金属中，由于$l_B^{-1}>Δk$区和$l_B^{-1}<Δk$区的交叉，诱导的体隙在超过阈值场后迅速增大，而在Dirac系统中则没有阈值且是非单调的.我们还发现，狄拉克和可能的外尔系统主机之间的第零朗道水平的对向传播的边缘状态，导致金属侧壁和零霍尔电导的状态。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall
Electric manipulation of domain walls in magnetic Weyl semimetals via the axial anomaly
我们展示了如何轴向（手征）异常诱导自旋扭矩的磁化在磁性Weyl半金属。当施加非正交的电场和磁场时，这种异常会在左手和右手手性载流子中产生不平衡。这种不平衡产生自旋密度，该自旋密度在磁化上施加扭矩，该扭矩的强度可以通过所施加的电场的强度来控制。我们展示了如何这导致在电控制的畴壁的手性，以及在改善的畴壁动力学，通过延迟发病的沃克击穿。测量电场介导的畴壁手性变化将构成轴向异常的直接证据。此外，我们展示了电子费米弧状态的量子波动绑定到畴壁自然诱导有效的磁各向异性，允许高畴壁速度，即使磁性Weyl半金属的固有各向异性是小的。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall
Quantifying quasiparticle chirality in a chiral topological semimetal
Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料能源中心）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research（莱布尼茨固体与材料研究所）；Luxembourg Institute of Science and Technology（卢森堡科学与技术研究院）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理学研究所）；Martin Luther University Halle-Wittenberg（马丁·路德哈勒-维滕贝格大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
通过测量RhSi中Kramers-Weyl和Weyl锥的本征自旋纹理，研究准粒子手性，定义了能量依赖的归一化电子手性密度（NECD）以量化本征手性。
2026-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electron-hole tunneling revealed by quantum oscillations in the nodal-line semimetal HfSiS
本文报道了半金属HfSiS高场磁电阻的量子振荡现象。在平行于c轴的磁场高达31 T的存在下，我们观察到量子振荡起源于单个电子和空穴口袋的轨道，并从这些口袋之间的磁击穿。特别是，我们发现了一个振荡与击穿轨道包围一个电子和一个空穴口袋的形式的“数字8”。这一观测结果代表了对克莱因隧穿的动量空间模拟的实验确认。当c轴和磁场相对于彼此未对准时，该振荡的强度迅速减小。最后，我们提取的回旋质量的振荡的温度依赖性，并发现，“8”字轨道的质量对应于个人口袋的总和，与理论预测的拓扑半金属克莱因隧道一致。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal magnetotunnel conductance at a Weyl semimetal-layered Chern insulator junction
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础科学国际理论中心）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究韦伊尔半金属与层状陈绝缘体界面在磁场作用下的电子输运，发现界面费米弧态的拓扑不匹配导致电导随磁场线性增加并最终饱和，揭示了陈层拓扑电荷泵机制。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
Axial anomaly generation by domain wall motion in Weyl semimetals
外尔半金属中依赖于时空的节点分离可以看作是一个轴向矢量场。与磁Weyl半金属中的畴壁运动相耦合，这引起了定位在畴壁处的轴向电场和磁场。我们展示了这些领域可以激活的轴向（手征）异常，并提供了一个直接的实验signatureofit. Specifically，畴壁提供了一个空间依赖的Weyl节点分离和轴向磁场$\textbf{B}_5$，和畴壁运动，由外部磁场驱动，给Weyl节点分离的时间依赖性，诱导轴向电场$\textbf{E}_5$。当磁场超过沃克击穿时，$\textbf{E}_5\cdot\textbf{B}_5$变为非零，并激活轴向异常，导致有限的轴向电荷密度--左手和右手费米子数量的不平衡--随着畴壁移动。该轴向密度又通过手征磁效应产生沿着畴壁平面流动的振荡电流，导致从畴壁发出的电磁波的特征辐射。这种辐射的检测将构成对由轴向电磁场引起的轴向异常的直接测量。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillations in the non-centrosymmetric superconductor and topological nodal-line semimetal PbTaSe$_2$
我们在非中心对称超导体PbTaSe $_2$中观察到热电和磁矩信号的量子振荡。一个振荡频率源于磁击穿形成的轨道，而另一些则来自拓扑节环附近的二维类费米面。我们对PbTaSe $_2$的费米表面拓扑结构的全面理解，包括确定费米能级和检测结环附近的Berry相，对于在其体态和表面态中寻找合理的拓扑超导性是至关重要的。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum oscillations of the magnetic torque in the nodal-line Dirac semimetal ZrSiS
本文报道了在40 K ~ 2 K温度范围内，在35 T的磁场下，双线Dirac半金属ZrSiS磁矩的量子振荡（QO），从而实现了在第一布里渊区（FBZ）的$k_z=π$（Z-R-A）平面上的费米面（FS）拓扑的高分辨率映射.据发现，所测量的磁转矩信号的振荡部分包括低频（LF）的贡献（频率高达1000 T）和高频（HF）的贡献（从7-22 kT的频率的几个集群）。增加的分辨率和角度分辨的测量使我们能够表明，高振荡频率起源于磁击穿（MB）轨道，涉及集群的个人$α$孔和$β$电子口袋从钻石形FS在Z-R-A平面。通过对HF振荡的分析，我们明确地表明，狗骨形费米口袋（$β$口袋）的QO频率为$β=591(15)$ T。我们的研究结果表明，在LF部分的QO的频率也可以解释的MB轨道时，带内隧道的狗骨形$β$电子口袋考虑。我们的研究结果给出了一个新的理解的新的性质的FS的螺旋线狄拉克半金属ZrSiS和姐妹化合物。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall
Fermi surface and nested magnetic breakdown in WTe2
本文报道了在高达29 T的磁场中对Weyl Ⅱ型半金属WTe 2的Shubnikov-de Haas（SdH）研究。通过使用SdH的结果来指导我们的密度泛函理论计算，我们能够准确地确定其费米面，采用一个温和的哈伯德U项，这是一个重要的步骤，在解释不寻常的电子特性，这种研究材料。除了基本轨道，我们观察到磁击穿，这可以始终解释内的俄罗斯娃娃嵌套费米表面的电子和空穴口袋的模型。在WTe 2中的磁击穿的发病完全由杂质阻尼在其他金属系统中的磁击穿的情况下相反。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Anisotropic phonon-mediated electronic transport in chiral Weyl semimetals
奇异的、量子化的光学和电学响应的发现和观测重新激发了人们对双手性晶体的兴趣。在这类材料中，六种V族过渡金属双四元环，即XY $_2$（X = V、Nb、Ta和Y = Si、Ge），在高对称线上具有复合Weyl节点，Kramers-Weyl费米子处于时间反演不变动量。此外，这些材料中的至少两种，NbGe $_2$和NbSi $_2$，在低温下表现出超导转变。强烈的电子-声子相互作用和复杂的费米表面拓扑结构的相互作用提供了一个机会，研究在这些系统中的超导性和流体动力学电子输运。对于这个更广泛的问题，我们提出了一个从头算理论研究的电子输运和电子-声子散射在这个家庭的材料，特别关注NbGe $_2$与NbSi $_2$，和其他V族ditetrelides。我们揭示了NbGe $_2$的大的和各向异性的室温电阻率的微观起源和上下文其强的电子-声子散射与其他相关的散射寿命，动量弛豫和动量守恒的介绍。我们的工作探讨了观察这些手性外尔半金属流体动力学电子输运有趣的可能性。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Topological protection from exceptional points in Weyl and nodal line semimetals
将能带结构推广到复动量时，我们将外尔线和半金属线的表面态描述为倏逝态，研究了它们的拓扑保护。通过这种方式，我们发现了一系列特殊的点-也就是说，在复杂的光谱中具有零能量的分支点-使我们能够识别具有复杂动量的表面态的集合，这些表面态发出衰变到3D半金属的信号。从这个角度来看，外尔线和半金属线可以分为两种类型，这取决于表面状态衰减的方式。A型半金属具有较小的穿透长度和振荡衰减的表面态，而B型半金属具有较长的简单指数衰减。这两种类型之间的差异反映在光谱中的分支切割适应复平面的方式上。在这种方法中，表面状态的稳定性源于在例外点周围发展的复杂结构，具有拓扑保护，该拓扑保护基于分支切割不能被小扰动关闭的事实。我们检查这个属性时，将半金属线放置在圆偏振光，我们观察到的例外点生存的影响，这样的扰动，虽然适当的边界条件为零能量的表面状态不能满足一般由于时间反演不变性的辐射场的故障。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Non-vanishing Density of States in Disordered Weyl Semimetals
Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
通过完整鞍点计算（含瞬子与涨落），解决了外尔半金属中零能态密度是否为零的争议，证明其在任意无序强度下有限，并与精确数值在四个数量级上吻合。
2026-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport evidence for Fermi-arc mediated chirality transfer in the Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$
狄拉克半金属在三维空间中表现出线性的电子色散，可以用两个Weyl方程来描述，Weyl方程是无质量相对论费米子的理论描述。在晶体的表面，费米子手征的破坏预计会产生拓扑表面态，而在高能物理学中没有任何对应物，也没有传统的凝聚态系统，即所谓的“费米弧”。在这里，我们提出了Shubnikov-deHaas振荡涉及费米弧态的聚焦离子束制备的微结构的镉$_3$作为$_2$。它们不寻常的磁场周期性和对样品厚度的依赖性可以很好地解释最近的理论工作预测新的量子路径编织费米弧与手征体态，形成“外尔轨道”。与传统的回旋加速器轨道相比，这些由手征体动力学而不是由于洛伦兹力的共同动量转移来控制。我们的观察提供了证据，直接访问的拓扑性质的电荷在运输实验中，第一步走向其潜在的应用。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface-dominant transport in Weyl semimetal NbAs nanowires for next-generation interconnects
本研究通过热机械纳米成型合成了直径最小40 nm的单晶Weyl半金属NbAs纳米线，其室温电阻率低至9.7 +/- 1.6 microOhm-cm，归因于表面主导导电，展现出高击穿电流密度和热导率，有望成为超越铜基限制的下一代互连材料。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nieh-Yan Anomaly: Torsional Landau Levels, central charge and anomalous thermal Hall effect
Nieh-Yan反常是由挠率与费米子相互作用引起的手征U（1）对称性的反常破坏。我们从扭转朗道能级的角度研究了这种异常。结果表明，除了最低的朗道能级外，其它的朗道能级对手征反常的贡献被抵消，而其它的朗道能级则是无隙的。因此，维数有效地从（3+1）维减少到（1+1）维。进一步证明了Nieh-Yan反常系数是（1+1）维自由能量密度。特别地，在有限温度下，热Nieh-Yan异常与中心荷成正比。外尔半金属的反常热霍尔电导与中心荷成正比，这是热Nieh-Yan反常的实验指纹。
2020-03-13 cond-mat.mes-hall
In-plane anomalous features in the 3D quantum Hall regime
本研究揭示了三维量子霍尔效应中平面磁场所引发的非传统输运特征，包括新的霍尔振荡和非局部量子反散射现象，展示了三维陈数无法完全描述的输运特性。
2025-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-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
