Pressure-induced magnetic and topological transitions in non-centrosymmetric MnIn$_{2}$Te$_{4}$
时间反演不变拓扑态的发现在近几十年来引起了人们的极大关注。然而，尽管有潜力展示各种奇异的物理，磁拓扑相位的研究滞后，由于潜在的增加了磁性的复杂性。在这项工作中，我们预测的磁性和拓扑结构的相互作用，在非中心对称的三元锰化合物MnIn $_2$ Te $_4$，使用第一性原理计算。在环境压力下，系统的基态是反铁磁绝缘体。随着应用程序的小静水压力（$\sim$ 0.50 GPa），它经历了磁性转变和铁磁状态变得积极有利。在$\sim$ 2.92 GPa下，系统经历了到外尔半金属相的过渡，该外尔半金属相在本体中具有多个外尔点，并且与非平凡的表面费米弧相关联。值得注意的是，我们发现，在这个系统中的外尔点的数量可以控制的压力，这些表现在一个异常的霍尔电导率（AHC）。除了提出一种新的候选磁性拓扑材料之外，我们的工作还表明，压力可以是在磁性材料中诱导和控制拓扑相以及AHC的有效方法。这些特性可以使我们提出的材料被用作一种新型的压力控制霍尔开关。
2022-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetal phase in non-centrosymmetric transition metal monophosphides
基于第一性原理计算，我们证明了包括TaAs、TaP、NbAs和NbP在内的一类半导体材料都是无反转中心的Weyl半金属（WSM）。我们发现，在整个布里渊区（BZ）的12对外尔点的每一个。在没有自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，镜像不变平面中的带反转导致能量-动量色散中的无隙节环。这些材料中的强SOC然后在镜像平面中打开全部间隙，产生非零镜像陈氏数和离开镜像平面的外尔点。在（001）和（100）表面上得到的表面态费米弧结构也显示出有趣的形状，为未来的实验研究指出了迷人的游乐场。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanical control of crystal symmetry and superconductivity in Weyl semimetal MoTe$_2$
通过中子衍射和输运测量研究了非中心对称Weyl半金属候选物MoTe $_2$，压力高达1.5 GPa，温度低至40 mK。中心对称和非中心对称的结构相被发现共存的超导状态。密度泛函理论（DFT）计算表明，电子-声子耦合的强度是相似的两种晶体结构。此外，发现通过控制应力的非流体静力分量，可以机械地控制基态晶体结构。这允许在超导相中将晶体对称性从中心对称调谐到非中心对称。DFT计算支持这种晶体结构的应变控制。这种晶体对称性的机械控制提供了一种调整MoTe $_2$能带拓扑结构和可能的超导态拓扑结构的途径。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Hall effect in the antiferromagnetic Weyl semimetal SmAlSi
本研究在非中心对称反铁磁外尔半金属SmAlSi的反铁磁与顺磁态中均观测到反常霍尔效应，提出磁场诱导外尔节点演化的新机制解释该现象，并通过角度依赖量子振荡验证了外尔点与大反常霍尔效应的存在。
2024-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological properties of non-centrosymmetric superconductors $T$Ir$_{2}$B$_{2}$ ($T$=Nb, Ta)
最近的实验报道了两种新的非中心对称超导体NbIr $_{2}$ B $_{2}$和TaIr $_{2}$ B $_{2}$，它们的超导转变温度分别为7.2 K和5.2 K，并进一步表明它们的超导性是非常规的[K. Górnicka \textit{et al} .，高级功能Mater. 2007960（2020）]。在这里，基于第一性原理计算和对称性分析，我们提出，$T$ Ir $_{2}$ B $_{2}$（$T$ =Nb，Ta）是拓扑Weyl金属在正常状态。在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下，我们发现NbIr $_{2}$ B $_{2}$有12个Weyl点，TaIr $_{2}$ B $_{2}$有4个Weyl点，这是时间反演对称下Weyl点最少的;同时，它们都有一个由三条节线组成的节网。在SOC的存在下，镜像平面上的节环演化成两个沙漏外尔环，以及外尔点，这是由非对称滑移镜像对称性决定的。除环外，NbIr $_{2}$ B $_{2}$和TaIr $_{2}$ B $_{2}$分别具有16对和20对Weyl点。表面费米弧明确证明。在TaIr $_{2}$ B $_{2}$的（110）表面上，我们发现了位于费米能级以下1.4 meV的极长的表面费米弧（$\sim$ 0.6 ${\textÅ}^{-1}$），这在实验上是很容易探测到的。结合本征超导性和非平凡的体费米面，$T$ …
2020-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Inducing 3-component fermions in centrosymmetric system by breaking TRS
最近的研究表明，通过破坏反转对称性，狄拉克费米子可以分裂成新的三分量费米子。在这篇文章中，我们证明了狄拉克费米子也可以分裂成三分量费米子的时间反演对称性（TRS）破缺，而反转对称性保持不变。首先，利用狄拉克半金属中所有对称算符之间的对易关系进行对称性分析，得到狄拉克费米子分裂为三分量费米子的对称性条件。在对称性条件下，我们导出了TRS破缺的$k\cdot P$有效哈密顿量，并与反演对称破缺的有效哈密顿量进行了比较。发现它们的$Γ$点本征能不同。这可以被认为是Kramers简并破缺的结果，Kramers简并破缺是TRS破缺的明显特征。此外，利用系统的$k\cdot P$有效哈密顿量，我们证明了在小磁场作用下，TRS破缺诱导的三分量费米子可以分裂成Weyl费米子.最后，我们表明我们的第一性原理计算结果与对称性分析和$k\cdot P$预测是一致的。我们的工作澄清了TRS破缺诱导的三分量费米子和反转对称破缺诱导的三分量费米子之间的异同，扩展了三分量费米子行为的范围。
2017-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Topological Nodal Chains and Transverse Transports in Ferromagnetic Centrosymmetric Semimetal FeIn2S4
该研究从理论上揭示铁磁中心对称半金属FeIn₂S₄是受非简单对称性保护的节线链半金属，其节线链抗自旋轨道耦合，兼具鼓面表面态与闭合费米弧，且节线环贡献大的反常霍尔与能斯特电导率，为磁性拓扑态与横向输运研究提供平台。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural characterization of the candidate Weyl semimetal CeGaGe
通过单晶中子衍射高角度反射，确认候选外尔半金属CeGaGe为非中心对称空间群I4_1md而非I4_1/amd，并发现部分晶体存在向P4_3和/或P4_1的结构相变。
2025-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of Superconductivity and Electron-Phonon Drag in the Non-Centrosymmetric Weyl Semimetal LaRhGe$_3$
本研究通过输运、热力学和拉曼光谱实验，发现非中心对称Weyl半金属LaRhGe$_3$具有超导电性（$T_{\text c}$=0.39 K）和强电子-声子耦合，揭示了正常态电子-声子拖曳效应，为相关材料研究开辟了新方向。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chiral Quasiparticles at the Fermi Surface of the Weyl Semimetal TaAs
砷化钽是一种非中心对称的铌酸盐，是公认的外尔半金属。在这些材料中，三维手征无质量准粒子，即所谓的Weyl费米子，被预测会引起新的量子力学现象，如手征异常和拓扑表面态。然而，只有当费米能级足够接近外尔点时，它们的手征才能被很好地定义，从而使相反手征的费米表面口袋分开。在这篇文章中，我们提出了高品质的TaAs单晶体的费米面拓扑结构，确定由角度相关的Shubnikov-de Haas和de Haas-van Alphen测量结合从头算能带结构计算。在磁场高达14 T、温度低至1.8 K的条件下进行的磁化强度、磁矩和磁阻测量中，发现了三种不同类型的费米表面袋产生的量子振荡。在这些费米口袋中，两个是围绕外尔点的拓扑非平凡电子口袋对，一个是平凡空穴口袋。与其他非中心对称的双金属氧化物不同，TaAs是第一个外尔半金属候选者，其费米能足够接近两种类型的外尔点，以在费米表面产生手征准粒子。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Dirac Nodal Links in Centrosymmetric Semimetal TiB$_2$
拓扑线半金属态是各种拓扑量子相的肥沃土壤，当某种保护对称性破缺时，可以实现拓扑绝缘体、狄拉克半金属或外尔半金属，但只在极少数材料中进行了实验研究。与离散节点相比，具有丰富拓扑结构的节线可以导致更不寻常的输运现象。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，在这里，我们提供了令人信服的证据，在中心对称的半金属TiB $_2$中的非线性费米子的自旋轨道耦合效应可以忽略不计。在费米能级以下的能带交叉处，可以清楚地观察到两组狄拉克结环，一组围绕水平镜面$σ_h$中的布里渊区（BZ）拐角，另一组围绕垂直镜面$σ_v$中的BZ中心，而不受其他能带的干扰。形成狄拉克节环的线性色散宽达2 eV。我们进一步观察到，两组节点环沿$Γ$ - $K$方向连接在一起，构成了一个中间链路配置。TiB $_2$具有简单的电子结构，Dirac节链主要构成费米面，这表明TiB是研究和应用与非线性费米子相关的新物理性质的重要平台。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré Kramers-Weyl Fermions from Structural Chirality with Ideal Radial Spin Texture
本研究提出可在自旋-轨道耦合的扭转双层莫尔体系中构建二维Kramers-Weyl费米子，揭示了对称性强制的类Weyl层间耦合保障理想径向自旋织构的机制，并通过第一性原理计算在扭转α-In₂Se₃双层中验证了该效应。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Weyl fermions and Fermi arcs in magnetized topological crystalline insulators
基于$k\cdot p$分析和实际紧束缚计算，我们发现磁性掺杂（Mn，Eu，Cr等）的Weyl半金属可以实现时间反转破缺。Sn $_{1-x}$ Pb $_x$（Te，Se）类拓扑晶体绝缘体。所有的外尔点在动量空间中分离得很好，并且由于高度的晶体对称性而具有几乎相同的能量。此外，外尔点和费米弧都可以通过改变Pb/Sn成分、压力、磁化强度、温度、表面电势等来高度调谐，开启了操纵外尔点和重新连接费米弧的可能性。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Weyl fermions and the anomalous Hall effect in metallic ferromagnets"
我们指出，与Chen，Bergman和Burkov [Phys. Rev. B 88，125110（2013）]的断言相反，即使在能带结构中存在外尔点，本征反常霍尔电导率的非量子化部分也确实可以表示为费米面性质。
2013-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strongly Ideal Robust Weyl Semimetals in Cubic Symmetry with Spatial-Inversion Breaking
我们表明，在一个家庭中，具有时间反演对称性和共享一个非中心对称的立方结构与空间群F-43米（第216号）主机强大的理想外尔半金属费米子与理想的拓扑保护功能的化合物。这个家族中的候选者是具有不同化学式AB2、ABC、ABC2和ABCD的化合物，并且它们的费米能级主要由非平凡的外尔费米子填充。系统的对称性要求具有相反手征性的外尔节点在动量空间中很好地分离。相邻的外尔点具有相同的手征性，因此这些外尔节点相对于晶格微扰不会相互湮灭。由于费米弧和表面态连接具有相反手征的外尔节点，后者在动量空间中的大分离保证了非常长的弧和表面态的出现。这项工作表明，使用系统对称性的第一性原理计算作为一个强大的配方发现新的外尔半金属有吸引力的功能，其保护的费米子可能是许多应用的候选人。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distinct evolutions of Weyl fermion quasiparticles and Fermi arcs with bulk band topology in Weyl semimetals
外尔半金属相是最近发现的一种拓扑量子态，其特征在于在费米能级附近存在拓扑保护简并。这些简并是奇异现象的来源，包括在体中实现手征外尔费米子作为准粒子和在表面形成费米弧态。在这里，我们表明，这两个关键的签名显示不同的演变与散装带拓扑结构进行角分辨光电子能谱，支持第一性原理计算，过渡金属单磷化物。虽然外尔费米子准粒子只存在于化学势位于外尔锥特征的两个鞍点之间时，但费米弧态在更大的能量尺度上延伸，并且在与包含一个外尔点的两个非平凡费米表面重组成包含两个相反手征的外尔点的单个平凡费米表面相关的体Lifshitz跃迁中是鲁棒的。因此，在某些系统（如NbP）中，拓扑费米弧状态被保存，即使外尔费米子准粒子在体中不存在。我们的研究结果不仅提供了深入了解的奇异物理现象和Weyl半金属的本征体能带拓扑结构之间的关系，但也解决了明显的困惑，观察到不同的磁输运性质的TaAs，TaP和NbP，费米弧状态是相似的。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discovery of a new type of topological Weyl fermion semimetal state in Mo$_x$W$_{1-x}$Te$_2$
最近在TaAs中发现的Weyl半金属提供了在自然界中观察到的第一个Weyl费米子，并大大拓宽了拓扑相的分类。然而，在钽砷已被证明具有挑战性的研究丰富的输运现象所产生的紧急外尔费米子。系列Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$是反转破坏的，分层的，可调谐的半金属，已经作为一个有前途的新的电子平台进行研究，最近提出主机II型，或强洛伦兹违反，外尔费米子。本文报道了在$x = 25\%$的Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$中发现外尔半金属。我们使用泵浦探测角分辨光电子能谱（泵浦探测ARPES）直接观察到费米能级以上的拓扑费米弧，证明外尔半金属。计算结果与理论值吻合较好，表明Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$是第一个Ⅱ型Weyl半金属.我们还发现，某些外尔点是在费米能级，使Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$外尔半金属的传输和光学实验的一个有前途的平台。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Dirac-Weyl semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl fermions in polar hexagonal $ABC$ crystals
我们提出，非中心对称的LiGa Ge型六方$ABC$晶体SrHgPb实现了一种新型的拓扑半金属，主机的狄拉克和外尔点在动量空间。由于能带反转，受保护的狄拉克点出现在六重旋转$z$轴上，而六对与六重对称相关的外尔点位于垂直的$k_z=0$平面上。通过研究的电子结构作为一个函数的屈曲的汞铅层，这是起源的反演对称性破缺，我们建立的狄拉克和Weyl费米子的共存定义了一个阶段分离两个拓扑不同的狄拉克半金属。这两种狄拉克半金属的区别在于$k_z=0$平面的$\mathbb{Z}_2$指数和侧表面上相应的二维狄拉克费米子的存在或不存在。我们正式我们的第一性原理计算推导和研究的低能量模型描述的Dirac-Weyl半金属相的哈密顿量。最后，我们提出了其他几种材料的非中心对称的$ABC $材料类，特别是SrHgSn和CaHgSn，作为候选人实现Dirac-Weyl半金属。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kramers nodal lines and Weyl fermions in SmAlSi
本研究通过角分辨光电子能谱、密度泛函理论计算及磁输运方法，首次在非中心对称金属SmAlSi中实验证实Kramers节线的存在，并观测到其顺磁相下的Weyl费米子，为关联拓扑物性研究提供实验基础。
2023-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Determine the chirality of Weyl fermions from the circular dichroism spectra of time-dependent ARPES
结果表明，当用左旋和右旋圆偏振光泵浦时，外尔点附近的泵浦态强度不同，从而导致含时角分辨光电子能谱（ARPES）中特殊的圆二色性（CD）。我们推导了含时ARPES的CD的表达式，它与Weyl费米子的手征性直接相关。在此基础上，我们进一步提出了一种由含时ARPES的CD确定Weyl点手征性的方法。从第一性原理出发计算了TaAs的CD谱，并与实验结果进行了比较。
2015-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect of Weyl Fermions in Semiconducting n-type Tellurene
狄拉克和外尔节点材料可以容纳低能相对论准粒子。在强磁场作用下，Dirac/Weyl材料的拓扑性质可以通过量子霍尔态直接表现出来。然而，大多数Dirac/Weyl节点一般存在于半金属中，由于它们的偶然带交叉起源而没有可利用的带隙。在这里，我们报告的第一个实验观察外尔费米子在半导体。碲烯是碲的二维形式，具有手性晶体结构，其在导带边缘附近诱导具有刺猬状径向自旋织构的非常规Weyl节点。我们合成高品质的n-型碲通过水热法与随后的介电掺杂和检测拓扑非平凡的π Berry相量子霍尔序列。我们的工作将外尔物质的光谱扩展到半导体中，并通过将拓扑材料的优点与多功能半导体相结合，为设计新型量子器件提供了新的平台。
2020-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of 2D Weyl Fermion States in Epitaxial Bismuthene
二维Weyl半金属是一种新的物质拓扑相，具有自旋极化线性带色散和节点费米面。它是外尔费米子在本征二维系统中的固态实现。二维Weyl锥的非平凡拓扑保证了一种新形式的拓扑保护边界态--费米弦边态的存在。在这项工作中，我们报告的实现二维Weyl半金属在单层厚的外延铋生长在SnS（Se）衬底上。铋的本征带隙被空间反转-破缺衬底微扰消除，导致无带隙的自旋极化外尔带色散。在我们的自旋和角分辨光电发射测量中观察到外尔费米子态的线性色散和自旋极化。此外，扫描隧道显微镜/光谱揭示了一个明显的局域态密度的边缘，这表明费米弦边缘态的存在。这些结果为在实验上探索降维Weyl费米子态的奇异性质打开了大门。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Weyl nodes and Fermi arcs in TaP
外尔半金属具有自旋极化带交叉，称为外尔节点，由拓扑表面弧连接。在交叉点附近的低能激发态表现出与无质量外尔费米子相同的行为，导致手征反常等奇异性质。为了使输运性质由外尔费米子主导，外尔节点需要位于化学势附近，并被费米陈数非零的费米面对包围。结合角分辨光电子能谱和第一性原理计算，我们证明了TaP是一种只含有单一Weyl费米子的Weyl半金属，与TaAs的两种Weyl费米子对低能物理性质的贡献不同. TaP中的简单Weyl费米子不仅具有重要的意义，而且具有很大的应用潜力。费米弧上的Ta-终止表面上观察到，这出现在一个不同的模式，从在TaAs和NbAs的As-终止。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zitterbewegung in time-reversal Weyl Semimetals
本文系统地研究了三维低能Weyl半金属中费米子的Zitterbewegung效应。结果表明，费米子在外尔点附近的运动具有直线运动和Zitterbewegung振荡的特征。ZB振荡受高斯波包的宽度、Weyl节点的位置以及费米子的手征性和各向异性的影响。通过引入一维余弦势，新产生的无质量费米子具有较低的费米速度，这导致了鲁棒的相对论振荡。通过对周期势的高度和周期性的调制，证明了不同布里渊区中费米子的ZB效应具有准周期性。这些结果可能提供一个合适的系统，用于探测Zitterbewegung效应的实验。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Two-dimensional Weyl Fermions in Air-Stable Monolayer PtTe$_{1.75}$
本研究通过多种实验表征与第一性原理计算，在空气稳定的单层PtTe₁.₇₅中实现了二维Weyl费米子，发现其由Rashba劈裂和能带反转产生三对Weyl锥，为新型自旋电子器件研发提供了新方向。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Chern insulators in non-centrosymmetric systems
本文研究了一类新的拓扑反铁磁（AF）陈氏绝缘体，它们是在二维无反转对称系统中由电子相互作用驱动的。尽管没有净磁化，AF陈氏绝缘体（AFCI）具有非零的陈氏数$C$，并表现出量子反常霍尔效应（QAHE）。它们的存在是由量子自旋霍尔绝缘体和拓扑平凡相之间的Weyl点的边界线的分叉保证的，AF长程序的出现。作为一个具体的例子，我们研究了蜂窝晶格Kane-Mele模型的相结构作为反转破缺离子势和Hubbard相互作用的函数。我们发现一个简单的$z$轴$C=1$ AFCI相和一个自旋翻转到拓扑平凡的$xy$平面共线反铁磁体。我们提出了在相关电子材料和冷原子系统中实现AFCI和QAHE的实验方案。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of Weyl fermion semimetals and topological Fermi arc states
外尔半金属是其低能体激发是外尔费米子的导体，而它们的表面具有金属费米弧表面态。这些费米弧表面状态由与材料的体电子波函数相关联的拓扑不变量保护。最近，已经表明，TaAs和NbAs类材料具有这样的拓扑物质状态。我们回顾的基本现象和实验历史发现的第一个外尔半金属，从观察拓扑费米弧和外尔节点的TaAs和NbAs的角度和自旋分辨表面和体积敏感的光电子能谱，并继续通过磁输运测量报告的Adler-Bell-Jackiw手征异常。我们希望这篇文章提供了一个有用的介绍外尔半金属理论，最近的实验发现的总结，并指导未来的方向。
2017-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl fermions induced Magnon electrodynamics in Weyl semimetal
外尔费米子是具有确定手征的费米子，可以引起它们所属的物理系统的对称性的异常破缺。在它们在凝聚态系统中的（3+1）维实现中，即，这种异常引起了磁涨落的拓扑电磁响应，其形式为磁涨落与电磁场之间的非局域相互作用。我们研究了这种非局域相互作用的物理后果，包括电场辅助磁化动力学，一个额外的无隙磁振子色散和极化激元行为，在小磁场中的“兄弟”带。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Drumhead surface states and their signatures in quasiparticle scattering interference
我们考虑了一个定义在三维层状六角晶格上的双轨道紧束缚模型，研究了拓扑节线及其表面态的性质。我们在中心对称系统中研究这些表面态，其中体节线是狄拉克型的（即，四重简并），以及在具有强Rashba和/或Dresselhaus自旋-轨道耦合的非中心对称系统中，其中体节线是Weyl型的（即，双重简并）。我们发现，在非中心对称系统中，由于自旋轨道耦合，节线及其对应的鼓面表面态是完全自旋极化的。我们表明，独特的签名的拓扑非平凡的鼓面表面状态可以测量通过准粒子散射干涉，我们计算狄拉克和Weyl节线半金属。在最后，我们分析了可能的晶体结构与对称性，支持平坦的表面状态，这是有效的环状。
2018-08-03 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
Staggered Dzyaloshinskii-Moriya and canting angle in centrosymmetric altermagnetic and ferromagnetic phases: influence on the anomalous Hall effect and Weyl points
International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所马格托国际研究中心）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Department of Materials Science, University of Milan-Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）；Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-SPIN)（国家研究委员会（CNR-SPIN））；Lomare Technologies Limited（Lomare科技有限公司）
本文研究了SrRuO3中自旋倾角对反常霍尔效应和韦尔点的影响，揭示了磁序对AHC的贡献及倾角变化对AHC符号的影响。
2026-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic Photocurrents in Multifold Weyl Fermions
我们研究了手征多重费米子的磁光响应。具体来说，我们表明，他们是理想的候选人观察螺旋磁效应（HME）以前预测的简单外尔费米子。与外尔费米子不同，HME存在于多重费米子中，即使在最简单的情况下，低能色散是线性和球对称的。在这种理想的情况下，我们推导出HME的解析表达式，并发现它与圆形光电流效应成正比;对于现实的参数和考虑到设置的几何形状，HME光电流可能与在多重费米子中观察到的圆形光电流效应大致相同的数量级。额外的非线性和破缺项将破坏量子化，但不会损害HME的观测。
2021-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The chiral anomaly factory: Creating Weyl fermions with a magnetic field
外尔费米子可以通过施加磁场在具有时间反转和反转对称性的材料中产生，最近对反常负磁阻的测量证明了这一点。在这里，我们对这些材料中的外尔点进行了彻底的分析：通过强制晶体对称性，我们对由与高对称轴对齐的场产生的外尔点的位置和电荷进行了分类。该分析通常适用于在$T_d$、$D_{4h}$和$D_{6h}$点群中具有能带反转的材料。对于$T_d$点群，我们发现外尔节点在磁场的所有方向上都是存在的。此外，我们还计算了半经典体系中外尔费米子的反常磁电阻。我们发现，磁电阻可以标度非二次磁场，在与本征外尔节点的材料相比。我们的研究结果是相关的未来实验中的半经典制度。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Parity-violating hybridization in heavy Weyl semimetals
我们介绍了一个简单的模型来描述的宇称混合，现场杂交的影响下，在非中心对称的重费米子化合物的重Weyl半金属的形成。相互作用驱动的重Weyl半金属的一个关键方面是表面近藤击穿的发展，这有望引起费米弧和Weyl回旋轨道的温度依赖性重新配置，通过手性体态连接它们。我们的理论预言了低温下量子振荡中强烈的温度依赖性转变。重Weyl半金属中除了表面近藤击穿效应外，重Weyl半金属中的重整化效应还将出现在各种热力学和输运测量中。
2018-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Crystal-field ground state of the non-centrosymmetric superconductor CePt3Si: a combined polarized soft X-ray absorption and polarized neutron study
用偏振相关软X射线吸收谱和偏振中子散射方法研究了非中心对称重费米子超导体CePt 3Si的晶场分裂Hund规则基态.我们还能够从XAS中的线性二向色性信号的温度演化给出晶体场态的序列。的XAS温度依赖性的定量分析与中子跃迁能量一起完成的晶体场能级方案的识别。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for Weyl fermions in the elemental semiconductor tellurium
最近在固体中发现的外尔费米子使相对论物理学的开发和有趣的物理现象谱的发展成为可能。它们由具有双重带简并的Weyl点对组成，原则上可以在没有反转或时间反演对称性的任何材料中托管。然而，以前的外尔费米子研究仅限于半金属。在这里，通过结合磁输运测量，角分辨光电子能谱，和能带结构计算，外尔费米子被确定在元素半导体碲。这主要是通过直接观察手征异常的代表性输运特征来实现的，包括负纵向磁阻和平面霍尔效应。半导体材料非常适合于能带工程，因此提供了一个理想的平台来操纵基本的外尔费米子行为。此外，将外尔物理学引入半导体以开发“外尔半导体”也为未来半导体电子和光电子器件的设计创造了新的自由度。
2019-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Weyl, Dirac and high-fold chiral fermions in topological quantum materials
承载外尔费米子的量子材料开启了凝聚态物理研究的新纪元。魏尔费米子于1929年在粒子物理学中首次提出，但至今尚未被观测到是基本粒子。2015年，外尔费米子被发现是强自旋轨道耦合材料砷化钽（TaAs）中的集体电子激发。这一发现之后，对材料中的外尔现象进行了一系列的实验和理论探索。外尔材料自然有助于探索与外尔费米子及其发散的Berry曲率场相关的拓扑指数，以及拓扑体边界对应关系，从而产生受保护的导电表面态。在这里，我们回顾了更广泛的类的外尔拓扑现象的材料，从观察到的涌现外尔费米子在散装和费米弧状态的表面上的TaAs家族的晶体的光电子能谱。然后，我们讨论了在这些材料中观察到的一些奇异的光和磁响应，以及在开发一些相关的手性材料的进展。我们讨论的概念发展的高倍手征费米子，推广外尔费米子，我们回顾了高倍手征费米子相的观察，以硅化铑，RhSi，家庭的晶体作为一个主要的例子。最后，我们讨论了最近的进展外尔线相在磁性拓扑材料。通过这篇综述，我们的目标是介绍凝聚态物质中Weyl物理的基本概念，以及光谱研究所揭示的代表性材料及其电子结构和拓扑结构。我们希望这项工作可以作为指导未来的理论和实验探索的手征费米子和相关的拓扑量子系统具有潜在的增强功能。
2021-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Weyl and Dirac fermions at smooth topological Volkov-Pankratov heterojunctions
外尔和狄拉克相对论费米子在拓扑物质中是普遍存在的。它们的相对论性质使得像手征异常这样的高能物理现象能够在固态中发生，这使得实验能够探测和探索基本的相对论理论。在这里，我们表明，光滑的平凡和拓扑材料之间的接口，无质量外尔和大量狄拉克费米子本质上共存。后者的出现，被称为Pankov-Pankratov态，直接通过磁光光谱揭示，证明它们的能谱完全由拓扑界面的光滑度控制。同时，我们揭示了零能手征外尔态的光吸收，当拓扑界面光滑时，其波函数发生了剧烈的变化。人工工程的拓扑轮廓，从而提供了一个新的教科书系统，探索丰富的相对论性能谱在凝聚态异质结构。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exceptional Dirac states in a non-centrosymmetric superconductor, BiPd
具有狄拉克费米子和超导性的量子材料被认为是实现奇异物理和先进技术的候选材料。角分辨光电子能谱（ARPES）作为电子结构的直接探测技术，已被广泛应用于这些材料的研究。然而，狄拉克费米子的维数和动量（例如BiPd中的狄拉克态，一种新型的非中心对称超导体）的实验经常显示出相互矛盾的结果，这对于确定对称性，时间反演不变动量和其他新兴性质至关重要。采用高分辨率的ARPES在不同的条件下，我们证明了一种方法来确定的狄拉克节点的位置准确，并发现从二维的狄拉克状态的偏差，在BiPd早先提出的是不是一个物质的属性。这些结果有助于准确地揭示狄拉克态各向异性的拓扑结构。我们已经构建了一个模型哈密顿考虑高阶自旋轨道项，并证明该模型提供了一个很好的描述所观察到的各向异性。本研究揭示了非中心对称超导体中狄拉克态的有趣特征，对拓扑超导体的性质具有重要意义。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
Multi-k magnetic structure and large anomalous Hall effect in candidate magnetic Weyl semimetal NdAlGe
本研究探究了候选磁性 Weyl 半金属 NdAlGe 的磁结构与反常输运性质，发现其具有含三个磁有序矢量的复杂磁结构，并揭示了高达 430 Ω-1cm-1 的反常霍尔电导率源于费米面嵌套与 Weyl 节点 Berry 曲率的共同作用。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Intertwined Weyl phases emergent from higher-order topology and unconventional Weyl fermions via crystalline symmetry
我们发现三维交织的Weyl相，通过发展一个理论来创建拓扑相。该理论是基于交织现有的拓扑间隙和无间隙的阶段保护相同的晶体对称性。相互缠绕的外尔相具有非常规外尔半金属（外尔电荷>1）和高阶拓扑相的特征，更重要的是，它们具有奇异的相互缠绕。虽然这两个相是独立稳定的相同的对称性，它们的纠缠的结果，在特定的分布，他们在散装。该构造机制允许我们将不同种类的非常规Weyl半金属相和高阶拓扑相结合以产生不同的相。值得注意的是，在2D表面上，纠缠导致费米弧拓扑结构以周期性的模式改变表面方向。该特征提供了特征性的和可行的签名以探测交织的Weyl相。此外，我们提供了寻找候选材料的指导方针，并详细阐述了在冷原子实验中模拟交织的双外尔相。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weyl Semimetals with $S_4$ symmetry
在时间反演破缺的中心对称系统中，Weyl点的出现可以通过在8个反演对称不变动量处的奇数个奇偶宇称占据带来保证.在这里，基于对称性分析和第一性原理计算，我们证明了对于具有$S_4$对称性的时间反演不变系统，Weyl半金属相可以由定义良好的不变$η$和$S_4$指示剂$z_2$之间的不等式来表征。通过应用这个标准，我们发现，一些候选人，以前预测为拓扑绝缘体，实际上是外尔半金属的非中心对称空间群与$S_4$对称性。我们的第一性原理计算表明，在$k_{x,y}$ = 0平面上存在四对Weyl点，每个平面包含四个相同手征的Weyl点.一个有效的模型已经建立，并捕捉这些材料的非平凡的拓扑结构。我们利用对称性指标和不变量寻找Weyl点的策略为在时反不变量系统中寻找Weyl半金属开辟了一条新的途径。
2019-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent quantum transport of Weyl fermions in ultra-high-quality SrRuO3 films
最近在巡游4D铁磁钙钛矿SrRuO3中观察到的Weyl费米子表明，这种材料是探索与外延异质结构中的一对Weyl节点相关的新物理的良好平台。在这封信中，我们报告的厚度依赖的磁输运性能的超高品质的外延SrRuO3薄膜生长在SrTiO3衬底上的优化条件下。外尔费米子输运的特征，即，在厚度为10 nm的薄膜中观察到非饱和线性正磁阻效应，并伴有π Berry相的量子振荡。剩余电阻率随膜厚的减小而增加，表明SrRuO3和SrTiO3衬底之间的界面附近的无序。由于这种无序影响薄膜的磁性和电学性质，居里温度降低，矫顽场随厚度减小而增加。厚度相关的磁输运测量表明，观察外尔费米子输运的阈值剩余电阻率比（RRR）为21。这些结果为实现外尔费米子在SrRuO3异质界面附近的量子输运提供了指导。
2020-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Weyl fermions in a canonical heavy-fermion semimetal YbPtBi
外尔费米子在强关联电子系统中的表现特别令人感兴趣。我们报告的证据Weyl费米子在重费米子半金属YbPtBi的电子结构计算，角分辨光电子能谱，磁输运和量热测量。在升高的温度下，$4f$ -电子被局部化，存在三重简并点，在施加的磁场中产生外尔节点。这些都揭示了从手征异常的磁输运，这在低温下变得可以忽略不计，由于电子相关性的影响的贡献。相反，外尔费米子是从拓扑霍尔效应推断出来的，它提供了贝里曲率的证据，以及比热的立方温度依赖性，正如外尔节点附近的线性色散所预期的那样。结果表明YbPtBi是Weyl重费米子半金属，其中近藤相互作用重整化了承载Weyl点的带。这些发现为探索拓扑结构和强电子相关性之间的相互作用提供了机会。
2018-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weyl nodal point-line Fermion in ferromagnetic Eu$_5$Bi$_3$
基于$ab$ $initio$计算和低能有效$k{\cdot}p$模型，提出了铁磁材料Eu $_5$ Bi $_3$中由0维Weyl点和1维Weyl节线组成的Weyl节点-线费米子.在自旋轨道耦合（SOC）的情况下，自旋上带主机一对三重简并点连同一个独特的鸟笼状节点结构。在具有（001）磁化强度的SOC中，每个三重态点分裂成双Weyl点和单Weyl点，并伴随着两个节环，在费米能级附近形成两组Weyl节点-线费米子。通过揭示奇异的Berry曲率场和在不同平面上具有奇异费米弧的钉扎手征表面态，研究了Weyl节点线费米子的新性质.此外，还预测了平行于[001]方向的大的反常霍尔电导率为-260（$\hbar$/$e$）（$Ω$ cm）$^{-1}$。我们的工作为探索具有不同带交叉维度的新型拓扑半金属态提供了新的视角，并为未来的实验实现提供了理想的材料候选者。
2019-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Time-Reversal-Breaking Weyl Fermions in Magnetic Heusler Alloys
外尔费米子最近被观察到在几个时间反演不变的半金属和光子材料与破缺的反转对称。预计这些系统具有奇异的输运性质，如手性异常。然而，大多数已发现的外尔材料具有大量的外尔节点接近费米能级，从而产生复杂的输运性质。在这里，我们预测，第一次，一个新的家庭的Weyl系统定义的破缺时间反转对称性，即钴基磁性Heusler材料XCo 2 Z（X = IVB或VB; Z = IVA或IIIA）。为了在中心对称磁系统中寻找Weyl费米子，我们想起了一个简单而实用的反演不变量，它被计算为-1，保证了Weyl费米子对的奇数对的存在。这些材料在合金化时，在费米能级上只有两个外尔节点-这是凝聚态系统中可能的最小数量。外尔节点受到沿磁轴的旋转对称性的保护，并且在布里渊区中被大的距离（2阶$π$）分开。并计算了相应的费米弧。这一发现为在实验中操纵和研究磁外尔物理提供了一个现实的和有前途的平台。
2016-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of magnetic and noncentrosymmetric Weyl fermion semimetal states in the R-Al-X family of compounds (R=rare earth, Al=aluminium, X=Si, Ge)
外尔半金属是一种新的拓扑导体，它含有外尔费米子作为涌现准粒子。虽然高能物理中的外尔费米子被严格定义为狄拉克方程的无质量解，并由洛伦兹对称唯一固定，但一般拓扑金属没有这样的约束。具体来说，外尔准粒子可以通过打破空间反演（$\mathcal{I}$）或时间反演（$\mathcal{T}$）对称性而产生。它们可以遵守洛伦兹对称性（I型），也可以强烈违反洛伦兹对称性（II型）。到目前为止，不同类型的外尔费米子被预测只出现在不同种类的材料中。在本文中，我们提出了一个重大的材料突破，通过确定在RAlX（R=稀土，铝，X=锗，硅）家庭，可以实现所有不同类型的紧急外尔费米子（$\mathcal{I}$ -打破，$\mathcal{T}$-打破，I型或II型），根据稀土元素的适当选择的一大类外尔材料。具体地，RAlX可以是铁磁的、非铁磁的或反铁磁的，并且Weyl费米子的电子能带拓扑和拓扑性质可以被调谐。无与伦比的可调性和大量的化合物使RAlX家族的化合物成为一个独特的外尔半金属类，用于探索与传输，光谱和基于设备的实验中不同类型的涌现外尔费米子相关的广泛拓扑现象。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Detection of Weyl Fermions and the Metal to Weyl-Semimetal phase transition in WTe$_2$ via broadband High Resolution NMR
第二类外尔半金属（WSM）WTe $_2$中的外尔费米子（WFs）在实验上很难分辨，因为外尔带在（E-k）空间的一个非常窄的区域内分散。在这里，通过使用DFT辅助的高分辨率$^{125}$ Te固态NMR（ssNMR）的温度范围内的$50$ K - $700$ K，我们成功地检测到低能量WF激发，并监测其随温度的演变。值得注意的是，WF出现在T $\sim 120$ K;在较低的温度下，WTe $_2$表现为金属。这种有趣的金属-WSM相变是由费米能级随温度的快速升高引起的，仅穿过低T金属相中的电子和空穴袋，而穿过节点附近的Weyl带-这是WFs出现的先决条件-仅对于T $>120$ K。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Electric quadrupole second harmonic generation revealing dual magnetic orders in a magnetic Weyl semimetal
本文实验演示了中心对称磁性Weyl半金属Co3Sn2S2中源自电四极贡献的光学二次谐波生成，通过追踪其温度依赖性捕捉到两个磁相变，揭示了3D Ising型面外铁磁与3D XY型面内反铁磁双重磁有序，为探究其与能带拓扑的联系开辟了道路。
2023-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Chiral gauge field and axial anomaly in a Weyl semi-metal
外尔费米子是（3+1）维的两分量手征费米子。当耦合到规范场时，外尔费米子已知具有轴向异常，这意味着左手和右手外尔费米子的当前守恒不能单独保持。最近，人们在凝聚态系统中提出了外尔费米子，称之为“外尔半金属”。本文提出了磁掺杂拓扑绝缘体中的Weyl半金属相，并研究了该体系中的轴向反常。我们提出，在这个系统中的磁涨落发挥的作用，“手征规范场“，最低限度地耦合到Weyl费米子与相反的电荷两个手征。我们研究了这个系统的反常方程，并讨论了它的物理后果，包括铁磁涡旋线中的一维手征模，以及一种新的等离子体-磁振子耦合。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the possibility of magnetic Weyl fermions in non-symmorphic compound PtFeSb
外尔费米子被认为具有奇异的物理性质，如手征反常、大的负磁电阻或费米弧。最近，一个新的平台，以实现这些费米子已被引入的基础上出现的三重带交叉在某些空间群的高对称点。这些带交叉是由两个线性分散的带，拓扑保护的陈数，和一个带没有拓扑电荷。本文提出了一种在非对称磁性材料PtFeSb中诱导两种Weyl费米子的新方法，即基于两重和三重带交叉。通过密度泛函理论计算和群论分析，我们证明了磁序可以分裂由非对称对称性引起的六重简并，产生三重或二重简并Weyl节点.我们还报告合成的相关阶段可能包含两重简并磁Weyl点，并扩展我们的群论分析，该阶段。这是第一项研究表明，磁有序有可能产生新的三重简并Weyl节点，推进了对拓扑材料中磁相互作用的理解。
2018-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Transverse circular photogalvanic effect associated with Lorentz-violating Weyl fermions
量子材料的非线性光学响应最近经历了戏剧性的发展，揭示了非平凡的几何和拓扑结构。一个显著的例子是与外尔费米子的陈数相关的量子化纵向圆形光电流效应（CPGE），而外尔半金属中的横向CPGE物理仍然是唯一的。在这里，我们表明，横向CPGE的洛伦兹不变外尔费米子是被迫为零。我们发现，外尔费米子的横向光电流不仅与陈数有关，而且与凝聚态系统中洛伦兹对称性破缺的程度有关。在一般双带模型分析的基础上，基于外尔费米子的倾斜项和弯曲项，提出了一个新的计算横向CPGE的公式。我们的结果更有能力在实验中设计大的横向CPGE的外尔半金属，并适用于超过几十个外尔材料，以估计其光电流。我们的方法为研究无质量或有质量准粒子的CPGE以设计下一代量子光电子学铺平了道路。
2023-01-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
How massless are Weyl fermions in Weyl semimetals?
本文发现Weyl半金属中相反螺旋度光场在同一节点产生的电流不抵消，源于非线性色散，并提出三叶草场方案控制手性节点的不对称性。
2023-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic Weyl Fermions in Two-Dimensional Layered Electride Gd$_2$C
近年来，二维层状复合材料作为一类新型材料出现，其在阳离子层之间的间隙空间中具有阴离子电子层。基于第一性原理计算，我们在二维层状铁磁Gd $_2$ C中发现了一个时间反演的Weyl半金属相.结果表明，晶场使间隙电子态与Gd 5 $d$轨道在费米能级附近混合，形成带反转.同时，FM阶诱导两个自旋Weyl节线（WNL），这是通过自旋轨道耦合转换成多对Weyl节点。此外，我们不仅确定费米弧表面状态连接的Weyl节点，但也预测一个大的固有的异常霍尔电导率由于贝里曲率产生的带隙WNL。我们的研究结果证明了外尔费米子的存在，在室温下的FM Nd-Gd $_2$ C，因此提供了一个新的平台，研究有趣的相互作用之间的Nd-Gd材料和磁性外尔物理。
2020-07-11 cond-mat.mtrl-sci
