Coexistence of hourglass Weyl and Dirac nodal line phonons in orthorhombic-type KCuS
与电子系统平行，拓扑学的概念已经扩展到声子，这导致了拓扑声子的诞生。最近，已经提出了节点声子、节点线声子和节点表面声子，并且已经预测了固态材料中的少数候选材料。在这项工作中，基于对称性分析和第一性原理计算，我们提出了沙漏Weyl节线（HWNL）声子和狄拉克节线（DNL）声子共存的声子色散的一个单一的材料，KCuS，具有$Pnma$型结构。HWNL和DNL在频率上相对平坦，并且与其他声子带很好地分离。相应的拓扑声子表面态只出现在[100]面和[001]面，与典型的声子谱线材料不同。基于Zak相位计算解释了这种现象的原因。我们的工作，第一次，证明了不同类型的简并声子节线可以在一个单一的材料。因此，KCuS可以被看作是一个很好的平台，研究HWNL声子和DNL声子之间的纠缠。
2021-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Fermi arcs with two dimensional gapless Dirac states
我们提出了一个物理方案，其中费米弧和二维无隙狄拉克态共存的边界模式在同一个二维表面。这种情况是实现在拓扑绝缘体-Weyl半金属界面，尽管明确的时间反演对称性破缺。基于一个启发式拓扑指数，我们预测当Weyl半金属和拓扑绝缘体的对应态出现在由Weyl节点分开的布里渊区的不连通部分和定义Weyl半金属的时间反演破缺矢量没有平行于畴壁的投影时，共存是允许的.紧束缚模型的数值模拟证实了这一点。我们进一步计算了共存界面态的光学电导率，这可以用来通过干涉实验来识别它们。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of spin-1 fermion and Dirac fermion on the triangular kagome lattice
由于与高能物理中的庞加莱对称性相比，对称性约束较小，因此晶格系统中可以出现超出Dirac-Weyl-Majorana分类的准粒子激发。特别是，具有整数自旋的费米子可以出现在各种晶格中。在这里，我们表明，二维自旋-1费米子可以共存的狄拉克费米子在三角形kagome晶格（TKL）。我们推导出一个四带的有效模型，主机两种类型的费米子。有效模型可以用来研究自旋为1和自旋为1/2的费米子之间的相互作用。作为一个例子，使用这个模型，我们表明，自旋非守恒克莱因隧穿可以发生在TKL，它的透射系数$T=1$的正常入射。我们的发现为研究晶格系统中不同类型费米子之间的相互作用和相互作用铺平了道路。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing near-coexistence of massless Dirac electrons and ultra-massive saddle point electrons
本文利用扫描隧道显微镜和第一性原理计算发现铋110表面存在高阶范霍夫奇点，其异常的态密度发散源于狄拉克节点上方能带的各向异性变平，实现了无质量狄拉克电子与超重鞍点电子的近共存以研究两者相互作用。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of Dirac Fermions and Magnons in a Layered Two-Dimensional Semiquinoid Metal-Organic Framework
本研究结合 DFT 与 DMRG 预测层状金属-半醌 MOF 中可共存多种 Dirac 费米子相及类 Dirac、节点环磁振子激发。
2025-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk Fermi surface coexistence with Dirac surface state in Bi$_2$Se$_3$: a comparison of photoemission and Shubnikov-de Haas measurements
Shubnikov de Haas（SdH）振荡和角分辨光电子能谱（ARPES）被用来探测Bi 2Se 3单晶的费米面。我们发现，SdH和ARPES探针定量同意测量的有效质量和散装带色散。在高载流子密度的样品中，两个探针也同意在费米能级EF的确切位置，但对于较低的载流子密度的样品的差异出现在EF的位置。特别是，SdH揭示了载流子密度低至10^17cm-3的样品的体三维费米表面。我们提出了一个简单的机制来解释这些差异，并讨论了现有的和未来的拓扑绝缘体输运研究的后果。
2010-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Topological Dirac and Dirac Nodal line semimetal in SrCaP belonging to Nodal line semimetal family SrCaX(X= Bi, Sb, As, P)
本文通过从头计算发现 SrCaX（X=Bi、Sb、As、P）是受 Z2 贝里相位保护的狄拉克节线半金属，并在单一晶体中同时实现 II 型狄拉克点与拓扑节线半金属共存，为研究拓扑性质相互作用提供了理想平台。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coexistence of Chiral Majorana Edge States and Bogoliubov Fermi Surfaces in Two-Dimensional Nonsymmorphic Dirac Semimetal/Superconductor Heterostructures
本研究在二维非对称性狄拉克半金属/超导体异质结构中，通过塞曼场和s波超导邻近效应，实现了手性马约拉纳边缘态与玻戈留博夫费米面的共存，并研究了其对热霍尔效应的影响。
2025-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Emergence of Type-I and Type-II Dirac line nodes in penta-octa-graphene
碳同素异形体是一类具有多种晶体结构和性质的材料，可以实现不同的拓扑相。利用第一性原理计算，我们预测了一种新的二维碳同素异形体，即五-八-石墨烯，它由五边形和八边形碳环组成。我们发现，五-八-石墨烯可以托管类型I和类型II狄拉克线节点（DLN）。导带和价带之间的带反转形成I型DLN，并且两个最高的价带形成II型DLN。我们发现，I型DLN是强大的双轴应变和II型DLN可以驱动到I型时，施加超过3 $\%$双轴拉伸应变。基于碳原子的$π$轨道，推导了一个晶格模型，以理解五-八-石墨烯中I型和II型DLN的共存机制.最后讨论了这种五-八-石墨烯在实验中的可能实现和表征。我们的发现为二维碳同素异形体中多种拓扑态共存的研究提供了新的思路。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of near-EF van Hove singularity and in-gap topological Dirac surface states in superconducting electrides
Institute of High-Pressure Physics and School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学高压物理研究所和物理科学与技术学院）；Department of Physics, School of Science, Hebei University of Science and Technology（河北科技大学理学院物理系）；School of Physics and Beijing Key Laboratory of Optoelectronic Functional Materials & MicroNano Devices, Renmin University of China（中国人民大学物理学院与北京光电功能材料与微纳器件重点实验室）；Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学量子态构建与调控教育部重点实验室）
La3In在常压下表现出超导性，其低能电子结构中存在近EF的范霍夫奇异点和能隙内拓扑狄拉克表面态，为研究拓扑超导相提供了新平台。
2025-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distinct multiple fermionic states in a single topological metal
在最近引起人们兴趣的量子材料中，有拓扑狄拉克/外尔半金属，其中传导带和价带在倒易（k）空间中的点处接触，以及狄拉克三线半金属，其中这些带沿着k空间中的线或环接触。然而，在同一种材料中多个费米子相的共存还没有得到证实。利用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理电子结构计算，对金属拓扑量子材料Hf 2 Te 2 P进行了系统的研究。我们的研究发现了在单一狄拉克材料中罕见且从未观察到的各种性质。我们观察到弱和强拓扑表面态在同一材料中共存，有趣的是，在相同的动量位置。我们的第一性原理计算揭示了沿高对称方向的一维Dirac交叉{Dirac节点弧}，并得到了ARPES测量的证实.这种新的状态是与一个弱的拓扑绝缘体的表面带面内的时间反演不变性的保护。因此，三元化合物Hf 2 Te 2 P成为一个有趣的平台，以研究在一种材料中的多个费米子态的共存和竞争。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional type-II Dirac fermions in a LaAlO3/LaNiO3/LaAlO3 quantum well
第二类狄拉克费米子具有倾斜的狄拉克锥和各向异性的磁输运性质，最近被理论提出并得到实验证实。在这里，我们预测的二维II型狄拉克费米子出现在LaAlO 3/LaNiO 3/LaAlO 3量子阱结构。利用第一性原理计算和模型分析，我们表明，狄拉克点形成在由镜像对称性保护的dx 2-y2和dz 2带之间的交叉点。狄拉克点的能量位置可以通过改变量子阱的宽度来调整，使其出现在费米能量处。对于具有两个晶胞厚的LaNiO 3层的量子阱结构，我们预测了第二类狄拉克点和狄拉克节线的共存。结果进行了分析和解释，使用紧束缚模型和对称参数。我们的研究结果提供了一个实用的方法来实现二维第二类狄拉克费米子在氧化物异质结构。
2018-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac Nodal-net Fermions in AlB$_2$-type TiB$_2$ and ZrB$_2$
基于第一性原理计算和有效模型分析，在AlB $_2$型TiB $_2$和ZrB $_2$中发现了一种Dirac网状半金属态.以TiB $_2$为例，在这种网状结构中存在多个拓扑激发，包括三相点、联结点和节链，它们受到空间反演对称性和时间反演对称性共存的保护。这种网状态与IrF $_4$的网状态明显不同，后者需要亚晶格手征对称性。此外，在TiB $_2$的B端和Ti端（001）表面上分别发现了线性和二次分散的二维表面狄拉克点，这与单层和双层石墨烯的表面狄拉克点类似.
2017-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Dirac Semimetal in CaAgBi Materials Family
根据其形成机制，三维系统中的狄拉克点可以分为偶然的或本质的。根据狄拉克锥谱是否沿某个方向完全翻转，前者又可进一步分为Ⅰ型和Ⅱ型。在这里，我们预测的所有三种狄拉克点共存的低能量能带结构的CaAgBi族材料与填充纤锌矿结构。两对偶然的狄拉克点位于旋转轴上，一对是I型，另一对是II型;而另一个基本的狄拉克点则固定在布里渊区边界上的高对称点上。由于破缺的反转对称性，除了沿着旋转轴之外，在偶然的狄拉克点周围的带简并被完全提升，这可能使得能够在具有双负折射效应的弹道pn结处分裂手征载流子。我们澄清了它们的对称性保护，并找到了Dirac锥和费米弧拓扑表面态。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Fermi surfaces of the Dirac type-II semimetallic candidate NiTe2
在这里，我们提出了一个研究的费米面的狄拉克II型半金属候选人NiTe $_2$通过温度和角度的依赖性的德哈斯-范阿尔芬（dHvA）的影响测量通过Te通量生长的单晶。与其同构化合物如PtSe $_2$相比，能带结构计算预测NiTe $_2$显示出非常接近其费米能级的倾斜狄拉克节点，其位于沿$Γ$到其第一布里渊区（FBZ）内的A高对称方向。当电子能带相对于费米能级（$\varepsilon_F$）略有位移时，dHvA频率的角度依赖性与第一性原理计算结果一致，从而为NiTe $_2$中狄拉克II型节点的存在提供了支持.然而，我们观察到实验观察和密度泛函理论计算之间的轻微分歧，例如，近各向同性和轻的实验有效质量。这表明DFT不能很好地捕获频带的色散。尽管Dirac类费米子与拓扑平凡的载体共存，最高质量的样品显示出异常和大的，线性或次线性的磁阻。这表明洛伦兹不变性破坏Dirac-like准粒子主导了该化合物中的载流子输运。
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Topological Nodal Line Semimetal and Dirac Semimetal State in Antiperovskite Cu$_3$PdN
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出了立方反钙钛矿材料Cu $_3$ PdN在忽略自旋轨道耦合（SOC）时，由于时间反演和反转对称性的共存，可以保持三维拓扑节线半金属态.由于立方对称性，总共有三个节线圆。还导出了“鼓头”状表面平坦带。当包含SOC时，每个节线演化为一对受C $_4$晶体对称性保护的稳定的3D狄拉克点。这与迄今已知的狄拉克半金属，如Na $_3$ Bi和Cd $_3$ As $_2$，都只有一对狄拉克点有显著的区别。一旦C $_4$对称性被破缺，狄拉克点被带隙，系统成为具有（1;111）Z $_2$指数的强拓扑绝缘体。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust Dual Topological Character with Spin-Valley Polarization in a Monolayer of the Dirac Semimetal Na$_3$Bi
具有绝缘相和半金属相的拓扑材料可以通过晶体（例如镜像）对称来保护。拓扑晶体绝缘体（Topological CrystalInsulator，TCI）是三维材料中的一种绝缘相。然而，预测的二维（2D）材料与TCI相的探索远远少于3D TCI和2D拓扑绝缘体，而到目前为止，所考虑的2D TCI几乎完全具有镜像陈数$\mathcal C_{M} =-2$的正方形晶格结构。在这里，我们从理论上预测，六角单层狄拉克半金属钠$_3$ Bi是一个二维TCI与镜像陈数$\mathcal C_{M} =-1$。0.31 eV的大非平凡间隙是可调的，并且可以通过应变工程变得更大，而拓扑相位对应变是鲁棒的，这表明量子化电导的室温观察的可能性很高。此外，还得到了一个非零的自旋Chern数$\mathcal C_{S} =-1$，表明二维拓扑绝缘体与二维TCI共存，即具有对偶拓扑性质.值得注意的是，由于晶体反转对称性的破坏，在Na $_3$ Bi单层中揭示了自旋谷极化。通过对应对称破缺下的异常边缘态行为，进一步明确地证实了其对偶拓扑性质。
2017-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Transport evidence for the coexistence of the topological surface state and a two-dimensional electron gas in BiSbTe3 topological insulator
拓扑绝缘体（TI）是一种具有奇异表面态的新型绝缘材料，其中载流子的运动由Dirac方程描述，自旋与动量方向垂直。最近的角分辨光电子能谱研究表明，由于量子限制效应，传统的二维电子气可以与拓扑表面态共存。预计共存会引起奇异的输运性质，然而，迄今尚未探索。在这里，我们报告的拓扑绝缘体BiSbTe 3单晶的磁输运研究。除了拓扑表面态的Shubnikov-de Haas振荡和弱反定域（WAL）外，我们还观察到随着磁场的增加从弱反定域到弱定域（WL）的交叉，该交叉具有温度依赖性和二维特征.交叉被认为是拓扑表面态和二维电子气在TI表面共存的输运表现。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coexistence of intrinsic piezoelectricity, ferromagnetism and nontrivial band topology in Li-decorated Janus monolayer $\mathrm{Fe_2SSe}$ with high Curie temperature
最近，在具有非常高的居里温度（\textcolor [rgb]{0.00，0.00，1.00}{PRL 125，086401（2020）}）的锂修饰的铁基超导体单层材料（LiFeX（X=S，Se和Te））中预测了量子反常霍尔（QAH）绝缘体，其结合了拓扑和铁磁（FM）阶。在单一的二维材料中实现压电性、铁磁性和非平凡能带拓扑的共存，即二维压电量子反常霍尔绝缘体（PQAHI），是一个有趣而有用的研究课题。在这项工作中，二维Janus单层$\mathrm{Li_2Fe_2SSe}$被预测为室温PQAHI，它具有动态，机械和热稳定性。它被预测为没有自旋轨道耦合（SOC）的半狄拉克半金属。结果表明，SOC的引入打开了一个大的非平凡能隙，这意味着非平凡的体拓扑结构（QAH绝缘体），Berry曲率的计算和两个手征边缘态（Chern数C=2）的存在证实了这一点.计算结果表明，单层$\mathrm{Li_2Fe_2SSe}$具有对双轴应变和电子关联的强QAH态。与LiFeX相比，$\mathrm{Li_2Fe_2SSe}$的滑移镜$G_z$消失，这将只引起面外压电响应。计算的单层$\mathrm{Li_2Fe_2SSe}$的平面外$d_{31}$为-0.238 pm/V，与其它2D已知材料的平面外$d_{31}$相当。此外，通过Monte Carlo（MC）模拟预测了很高的居里温度（约1000 K）…
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Observation of inverted band structure in topological Dirac-semimetal candidate CaAuAs
我们已经进行了高分辨率的角度分辨光电子能谱三元磷属元素化物CaAuAs，这是预测是一个三维拓扑狄拉克半金属（TDS）。通过精确测定体能带结构，我们揭示了以空穴载流子为主的三维和准二维费米面的共存。布里渊区中心周围的能带结构的特征在于空穴和电子袋之间的能量重叠，与第一性原理能带结构计算非常一致。这表明体带反转的发生，支持TDS状态的CaAuAs。由于除了TDS性质之外，CaAuAs的化学组成具有高度可调谐性，因此为研究从TDS到其他奇异拓扑相的量子相变提供了宝贵的机会。
2020-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Type-II Triply Degenerate Nodal Points and Three-Band Nodal Rings to Type-II Dirac Points in Centrosymmetric Zirconium Oxide
利用第一性原理计算，在忽略自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，我们发现ZrO是一种同时存在三对II型三重简并节点（TNP）和三个节点环（NR）的拓扑材料.值得注意的是，TNP位于费米能附近，沿倾斜方向具有大的线性能量范围（> 1 eV），并且NR由三个强纠缠带形成。在保绿菌株作用下，每个NR在衰退前会进化成4个小滴状NR，与通常的双带NR相比，其进化过程明显不同。当包含SOC时，TNP将转化为II型狄拉克点，而所有NR都已张开。值得注意的是，第二类狄拉克点继承了TNP的优点：位于费米能附近，并表现出大的线性能量范围。这两个功能便于观察有趣的现象引起的第二类分散。讨论了非平凡带交叉的对称性保护和低能哈密顿量。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual Dirac fermions on the surface of noncentrosymmetric $α$ - BiPd superconductor
在拓扑矩阵中结合多个涌现的相关性质，如超导性和磁性，可以在获得新的和奇异的物理学方面产生特殊的后果。本文利用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算研究了非中心对称$α$ -BiPd超导体的拓扑表面态。我们观察到，这个系统的狄拉克表面态有几个有趣的和不寻常的性质，相比其他拓扑表面态。表面状态是强烈的各向异性和平面内的费米速度变化剧烈旋转的晶体周围的$y$轴。此外，它获得了一个不寻常的带隙作为$k_y$的函数，可能是由于与体带的杂交，在改变激发能时检测到。所有功能特性的共存，以及不寻常的表面状态特性使其成为一种有趣的材料。
2016-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High quality epitaxial thin films and exchange bias of antiferromagnetic Dirac semimetal FeSn
FeSn是一种拓扑半金属（TSM）和kagome反铁磁体（AFM），由Fe 3Sn kagome晶面和蜂窝状Sn晶面交替组成。这种独特的结构在能带结构中产生了奇异的特征，例如狄拉克锥和费米能级附近的平带共存，完全自旋极化的2D表面狄拉克费米子，以及通过重新定向Néel矢量在狄拉克锥中打开大间隙的能力。在这项工作中，我们报告了高质量的外延（0001）FeSn薄膜的磁控溅射合成。使用FeSn/Py异质结，我们表现出大的交换偏置效应，在5 K时达到220 Oe的交换场，在我们的薄膜中提供了明确的反铁磁性和强层间交换耦合的证据。场循环研究显示了陡峭的初始训练效果，突出了复杂的磁相互作用和各向异性。重要的是，我们的工作提供了一个简单的，替代的手段来制造FeSn薄膜和异质结构，使其更容易探索AFM TSM的拓扑物理和发展FeSn为基础的自旋电子学。
2020-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-engineering the topological type-II Dirac semimetal NiTe$_2$
本文利用密度泛函理论研究了第二类Dirac半金属NiTe $_2$在平衡态和应变下的电子和弹性性质。我们的结果表明狄拉克节点的能量和动量随应变的可调谐性，并有可能使它们更接近费米能级，而其他金属带被抑制。我们还推导出一个最小的4带有效模型的狄拉克锥占上述应变效应的晶格正则化，提供了一个廉价的方式，进一步的理论研究和容易与实验比较。在平等的基础上，我们提出了静态控制的电子结构插入到范德华间隙的碱金属物种，从而获得相同的效果，通过应变工程和消除原位应变的要求。最后，评估的波函数的对称性演变的晶格变形，我们讨论了可能的后果，如Liftshitz过渡和共存的I型和II型狄拉克锥，从而激发未来的调查。
2021-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Double Kagome bands in a two-dimensional phosphorus carbide P2C3
由Dirac带和一个平坦带组成的Kagome带的有趣性质引起了人们的广泛关注。然而，在费米能级附近只有一个Kagome带的材料不能同时具有狄拉克费米子和强关联费米子的物理性质。本文提出了一种新的能带结构--双卡果梅带，它可以实现两种费米子的共存。此外，新的能带结构被发现存在于一种新的二维材料，磷碳化物P2 C3。该碳化物材料显示出良好的稳定性和不同寻常的电子性能。通过平带的空穴掺杂，结构中出现强磁性，导致狄拉克带的自旋分裂。在费米能级上，狄拉克诱导的边缘态和平坦带共存，表现出突出的输运特性。此外，还讨论了在合适的衬底如Ag（111）表面上实验生长P_2C_3的可能途径。
2018-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Electronic Lieb lattice signatures embedded in two-dimensional polymers with square lattice
本文通过调控锌酞菁基二维聚合物的连接体长度，在正方晶格中实现了电子Lieb晶格特征，并发现fes与Lieb能带共存，为Lieb晶格材料的化学合成提供了新路径。
2023-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Coexisting Dirac Bands and Moiré Flat Bands in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
由两层或多层二维材料以小的扭转角堆叠在一起构成的莫尔超晶格已经成为实现各种相关和拓扑相的可调平台，如莫特绝缘体、非常规的非线性电导和量子反常霍尔效应。最近，魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）显示出与魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）相似的强大超导性和其他独特的性质，包括Pauli极限违反和重入超导性。这些丰富的性质深深植根于它的电子结构的影响下，独特的摩尔势和镜像对称性。在这里，结合纳米尺度的空间分辨角分辨光电子能谱（nano-ARPES）和扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS），我们系统地测量尚未探索的能带结构的MATTG电荷中性附近。我们的测量揭示了独特的色散狄拉克带与出射莫尔平坦带的共存，与理论计算显示出很好的一致性。这些结果为进一步理解MATTG中的非常规超导电性提供了基础。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Separating the bulk and surface n- to p-type transition in the topological insulator GeBi(4-x)SbxTe7
我们确定的多层化合物GeBi 4 Te 7是一个拓扑绝缘体与独立的狄拉克点，略高于价带最大值，使用角分辨光电子能谱（ARPES）测量。自旋极化满足表面态的时间反演对称性，在自旋分辨ARPES中可见。对于增加锑含量的GeBi（4-x）SbxTe 7，我们观察到从n型到p型的过渡在体敏感塞贝克系数测量在掺杂x = 0.6。在表面敏感的ARPES测量中，观察到Sb掺杂的刚性能带位移，伴随着狄拉克点向费米能级的移动。在x = 0.8和x = 1之间，费米能级穿过带隙，改变表面输运状态。表面区域和体之间的n-到p-型过渡的这种差异是由带弯曲效应引起的，该带弯曲效应也是体和近表面区域中绝缘相不共存的原因。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Three-component bosons in TiS, ZrSe and HfTe
具有多种三维电子费米子的拓扑半金属，如Dirac费米子、Weyl费米子、Dirac结线和三重简并结点，在一系列固体晶体的电子结构中被理论预言和实验发现。与各种典型的费米子相类比，在kHz频率的宏观体系中也有实验报道了Dirac和Weyl两种玻色子的拓扑力学态，在固体晶体的THz频率的原子振动框架中也预言了一类双Weyl声子的拓扑力学态。然而，迄今为止，没有三重简并的声子节点超过传统的狄拉克，外尔和双外尔声子的报道。在这里，通过第一性原理计算，我们已经报告的预测，WC型的TiS，ZrSe，HfTe共同主机的独特的三重简并的声子在太赫兹频率的节点，由于在体布里渊区的边界A点的双简并的平面振动模式和单重态的垂直振动模式之间的声子带反转的发生。在声子三重简并节点附近的准粒子激发是不同于已知分类的三分量玻色子。潜在的机制可以归因于化合物中组成元素的可比原子质量与原子间相互作用竞争的主导作用。此外，在它们的体晶体中，电子结构表现出三重简并节点和Weyl费米子共存。因此，在这些材料中三组分玻色子，三组分费米子和Weyl费米子的新共存为研究不同类型的费米子和玻色子之间的相互作用提供了丰富的平台。
2017-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of the topological state and a two-dimensional electron gas on the surface of Bi2Se3
拓扑绝缘体是最近发现的一类具有迷人特性的材料：虽然固体的内部是绝缘的，但基本的对称性考虑要求表面是金属的。金属表面态显示出非常规的自旋织构、电子动力学和稳定性。最近，表面只有一个单一的狄拉克锥色散受到特别的关注。这些被预测为许多新的物理现象，如马约拉纳费米子，磁单极子和非常规超导性的主机。当拓扑表面状态位于磁场或电场、（超导）金属附近时，或者如果材料处于受限几何形状时，这种效应将主要发生。在这里，我们表明，带弯曲附近的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$的表面引起的二维电子气（2DEG）的形成。二维电子气，著名的半导体表面和界面，它形成的基础上的整数和分数量子霍尔效应，二维超导性，和大量的实际应用，共存的拓扑表面状态在Bi $_2$ Se $_3$。这导致了一种独特的情况，即拓扑和非拓扑，容易调谐和潜在的超导，金属状态被限制在同一空间区域。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Topological Dirac line nodes and superconductivity coexist in SnSe at high pressure
由于量子计算的重要性和潜在的应用，人们对拓扑超导性的研究投入了大量的精力。然而，体拓扑超导电性似乎很难实现，其机制仍然是难以捉摸的。已经提出了几种诱导拓扑超导性的可能途径，包括邻近效应、掺杂或加压拓扑绝缘体或半金属。其中，加压被认为是一个干净的方式来调整电子结构。在这里，我们报告的发现，压力诱导的拓扑和超导相的SnSe，材料是高度关注最近由于其优越的热电性能。原位高压电输运和同步辐射X射线衍射测量表明，随着CsCl型结构对称性的形成，在27 GPa以上的SnSe的超导电性出现，在39 GPa的最大临界温度为3.2 K。基于从头计算，该CsCl型SnSe被预测为狄拉克线节点（DLN）半金属的自旋轨道耦合的情况下，其DLN状态的时间反转和反转对称性的共存的保护。这些结果使CsCl型SnSe成为一个有趣的模型平台，具有简单的晶体对称性，以研究拓扑物理和超导性的相互作用。
2017-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Origin of flat bands and non-trivial topology in coupled kagome lattices
本研究提出解析约化变换方案，探究三维耦合kagome体系中平带与Dirac费米子的共存，定义调控平带出现与宽度的物理量，其预测经M$_3$X家族材料验证，为实际材料平带预测提供解析方法。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Interband $π$-like plasmon in silicene grown on silver
硅烯是硅的二维同素异形体，被预测存在于低屈曲的蜂窝晶格中，其特征在于半金属电子带在费米能级周围具有石墨烯般的能量-动量色散（由接触的狄拉克锥表示）。硅烯的单层主要是通过在银的顶部沉积硅来合成的，然而，迄今为止观察到的不同相与基底的杂化如此强烈，以至于不仅狄拉克锥，而且理想硅烯的整个价态和导电态似乎都丢失了。在这里，我们提供的证据表明，这种半金属行为的至少一部分是由更多的硅烯相，外延生长在Ag（111）的共存保存。特别是，我们结合电子能量损失谱和含时密度泛函理论来表征在控制硅覆盖率和生长温度下制备的多相硅烯/Ag（111）样品的低能等离子体。我们发现，这种模式生存与基板的相互作用，与理想硅烯的类π等离子体完美匹配。因此，我们认为，多相硅烯与衬底的相互作用减弱，可能提供一个独特的平台，有可能开发基于二维硅系统的不同应用。
2018-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Crossover in Electronic Specific Heat near Narrow-Sense Type-III Dirac Cones
本研究数值探讨了狄拉克锥从第一类连续倾斜至狭义第三类时电子比热的温度依赖性，发现狭义第三类附近存在从 $C \propto T^2$ 到 $C \propto T^{1/2}$ 的显著 crossover，为实验探测狄拉克锥倾斜程度提供了可行方法。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Kagome-in-Honeycomb materials (MN$_4$)$_3$C$_{32}$ (M=Pt or Mn)
本研究提出两种具有笼目嵌蜂窝晶格的新型二维拓扑材料，通过第一性原理计算证实其费米能级附近存在狄拉克态与平带共存，且自旋轨道耦合可诱导出不同拓扑量子态，为探索相关拓扑物理提供了可行的实验平台。
2024-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple types of unconventional quasiparticles in the chiral crystal CsBe$_2$F$_5$
本文通过第一性原理计算与对称性分析，揭示手性晶体 CsBe$_2$F$_5$ 声子谱中多种非常规拓扑准粒子共存及其对称性保护机制，为相关物理研究提供了材料平台。
2023-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced in-plane ferroelectricity, antiferroelectricity, and unconventional 2D emergent fermions in QL-XSbO$_2$ (X= Li, Na)
低维铁电性和具有带交叉保护的狄拉克材料是一个令人感兴趣的研究课题。基于第一性原理计算，我们预测了在动力学稳定的四层（QL）XSbO $_2$（X = Li，Na）中自发的面内极化和新的二维出射费米子的共存. QL-XSbO $_2$在不同的极化结构下，可以表现出非常规的内QL铁电性和反铁电性。两种基态都具有强大的铁电性，QL-LiSbO $_2$和QL-NaSbO $_2$的自发极化分别为0.56 nC/m和0.39 nC/m。有趣的是，QL-LiSbO $_2$具有另外两个亚稳铁电（FE）相，展示了具有多个FE阶的第一个2D示例。接地FE相可以灵活地驱动到两个亚稳FE相之一，然后进入反铁电（AFE）相。在这一相变过程中，出现了几种类型的2D费米子，例如，沙漏混合和II型外尔环在地面FE阶段，II型外尔费米子在亚稳态FE阶段，和II型狄拉克费米子在AFE阶段。这些2D费米子在自旋轨道耦合下是稳健的。值得注意的是，其中两个费米子，例如，沙漏混合或II型外尔环，以前没有观察到。我们的研究结果确定QL-XSbO $_2$作为一个独特的平台，研究二维铁电性相关的二维紧急费米子。
2020-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Non-adiabatic Berry phase for semiconductor heavy holes under the coexistence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
本文构建非Abel Berry联络与相位，研究Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用共存下SiGe量子阱重空穴的准简并点如何通过非绝热过程破坏π量子化并导致相位能量分布不连续。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.CE
Dirac Fermions and Flat Bands in Phosphorus Carbide Nanotubes: Structural and Quantum Phase Transitions in a Quasi-One-Dimensional Material
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究揭示了磷化碳纳米管中狄拉克费米子与多重平板带的共存现象，以及其在结构和量子相变中的独特行为，为量子现象提供了新平台。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Flat-band and multi-dimensional fermions in Pb10(PO4)6O4
本研究通过第一性原理和有效模型，揭示Pb10(PO4)6O4中费米能级附近的平带源于氧链p轨道，并发现多种多维费米子及弱铁磁下的半半金属态，为探索超导与拓扑态关联提供新平台。
2023-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Topological Superconductor by Charge Density Wave Transition
多体不稳定性和拓扑物理是凝聚态物理中两个引人注目的课题。在单一量子材料中探索这些现象之间的相互作用是很有趣的。在这里，使用的原型电荷密度波（CDW）材料单层1H-NbSe $_2$作为一个例子，我们展示了如何动量依赖的电子-声子耦合驱动的CDW跃迁从$3\times3$到$2\times2$相下的电子掺杂。更有趣的是，我们发现在两个$2\times2$ CDW相，其中后者是由非零Z $_2$不变的理想狄拉克锥边缘状态附近的费米能级的超导性和非平凡的拓扑结构的共存。在单层1H-TaSe $_2$中也证实了类似的CDW跃迁诱导的拓扑超导体。我们的研究结果不仅揭示了一种独特的和通用的方法来引入非平凡的拓扑结构的CDW转变，而且提供了一个理想的平台，通过电子掺杂调制不同的量子顺序，从而激发实验兴趣。
2022-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
