Dirac nodal line metal for topological antiferromagnetic spintronics
拓扑反铁磁自旋电子学是一个新兴的研究领域，它利用Néel矢量来控制拓扑电子态和相关的自旋相关输运性质。最近发现的Néel自旋轨道力矩已经被提出来电操纵反铁磁体中的狄拉克带交叉;然而，在实践中实现这些特性的可靠AFM材料缺失。在这里，我们预测，室温AFM金属MnPd $_{2}$允许电控制的狄拉克节线的Néel自旋轨道扭矩。基于第一性原理密度泛函理论的计算，我们证明了Néel矢量的重新取向导致了费米能级处的色散Dirac节线的带隙态和受保护的简并态之间的转换.计算出的自旋霍尔电导率强烈依赖于Néel矢量取向，并可用于实验检测使用建议的自旋轨道扭矩设备的预测效果。我们的研究结果表明，原子力显微镜狄拉克节线金属锰钯$_{2}$代表了一个有前途的材料的拓扑原子力显微镜自旋电子学。
2019-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac nodal lines and induced spin Hall effect in metallic rutile oxides
我们在金属金红石氧化物IrO $_2$、OsO $_2$和RuO $_2$的能带结构中发现了狄拉克结线（DNL），并揭示了这些结线所贡献的大的自旋霍尔电导，这解释了最近发现的IrO $_2$的强自旋霍尔效应（SHE）.存在两种类型的DNL。第一种类型形成DNL网络，其在整个布里渊区中延伸，并且仅在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下出现，其在边界上诱导表面态。由于SOC诱导的能带反交叉，在这些化合物中可以实现大的本征SHE。第二种类型出现在布里渊区边缘，由于非对称对称性的保护，对SOC是稳定的。除了报道新的DNL材料外，我们的工作揭示了DNL和SHE之间的一般关系，为Dirac结材料在自旋电子学中的应用指明了一条道路。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Type-II topological metals
拓扑金属是一类特殊的金属材料，在费米能级附近存在非平凡的带交叉，从而产生特殊的准粒子激发。可以基于这些频带交叉的特性对TM进行分类。例如，根据交叉的维度，TM可以分为点金属、线金属和面金属。另一个重要的性质是分散的类型。根据交叉点附近的局部色散的倾斜程度，我们有I型和II型色散。这导致材料的物理性质的显着差异，由于它们的费米表面拓扑结构的对比。本文简要综述了这一研究方向的最新进展，重点介绍了II型点和线TM的概念、物理性质和材料实现。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic nodal-line metal in monolayer {\em h}-InC
基于第一性原理计算，我们预测了一种新的具有奇异费米面拓扑结构的二维铁磁材料。我们发现，单层六方晶系的碳化铟（{ \em h}-InC）是热力学和动力学稳定的，它积极有利于铁磁有序的自旋。在两个维度上的完美平面几何形状，加上铁磁性，产生了一个独特的机会，遇到有趣的电子特性，在费米表面和能带拓扑结构中捕获。我们发现，多个节线共存的动量空间，伴随着电子和空穴口袋，彼此线性接触的节线。自旋轨道耦合的引入丰富了{ \em h}-InC的磁性和电子性质。自旋-轨道耦合导致易平面型磁晶各向异性，并且节点线可以被调谐成拓扑节点，取决于磁化方向。对称性分析和紧束缚模型提供了解释带的节点结构。我们的研究结果表明，{ \em h}-InC作为一个新的场所，支持碳基磁性和异国情调的带拓扑结构在两个维度。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Nodal Loop Metal: Unconventional Magnetoresponse and Material Realization
节环是由带沿一维闭流形交叉形成的，环上的每个点是横向维度上的线性节点，并且可以根据带色散分为I型或II型。在这里，我们提出了一类节点回路组成的类型I和类型II的点，因此被称为混合节点回路。基于第一性原理的计算，我们预测实现这样的回路在现有的超导材料Ca2As。对于混合环，费米表面由共存的电子和空穴口袋组成，它们在扩展的费米能量范围内的孤立点接触，而不需要微调。这导致了非常规的磁响应，包括零场磁击穿和动量空间克莱因隧道可观察到的磁量子振荡，以及特殊的各向异性的回旋共振。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Phase with Critical-Type Nodal Line State in Intermetallic CaPd
近年来，实现物质的新拓扑相一直是物理学和材料科学领域的研究热点。根据费米子锥的倾斜程度，拓扑半金属和金属通常可以分为两类：第一类和第二类。本文首次报道了一种新的拓扑金属相，其临界型节线介于第一型和第二型节线之间。临界型节线显示出一个独特的非平凡带交叉，它由一个at带和一个色散带组成，并导致一个新的费米子态。我们提出金属间化合物CaPd可以作为一种新的费米态的拓扑金属，其特征在于体相具有临界型节线，表面具有鼓面能带结构。我们的工作不仅推广了临界型节线的概念，而且为今后的实验研究其奇异性质提供了物质实现。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of four-band nodal rings and triply-degenerate nodal points in centrosymmetric metal diborides
带交叉点受保护的拓扑金属一直是人们研究的热点。在这里，我们报告新的拓扑带功能的金属二硼化物材料的家庭。利用第一性原理计算，我们发现这些材料都是金属材料，并且在费米能级附近，出现了一对节环和一对三元简并节点（TNP）的共存。这里的节环与以前研究的不同之处在于，它的形成需要四个纠缠带，而不是像以前的情况下只有两个，因此它被称为四带节环（FNR）。值得注意的是，我们表明，FNR功能Dirac-cone-like表面状态，在通常的鼓面表面状态的两个波段节环。由于反演对称性的存在，这里的TNP也不同于先前在反演非对称系统中讨论的那些。特别是，当自旋-轨道耦合，TNP在这里转换成一个新的狄拉克点，是接近的边界之间的类型-I和类型-II狄拉克点类别。我们讨论了它们各自的对称性保护，并构建了有效的模型，他们的特点。在这些材料中的大的线性能量范围（> 2 eV），应该有利于实验检测这些非平凡的带交叉的签名。
2017-04-12 cond-mat.mes-hall
Infrared Plasmons Propagate through a Hyperbolic Nodal Metal
金属是红外和光学波长的典型等离子体介质，允许人们在纳米尺度上引导和操纵光。一种特殊形式的光波导是由高度各向异性的晶体提供的，这些晶体沿正交方向显示出相反的介电函数符号。这些介质被归类为双曲线，包括晶体绝缘体，半导体和人工超材料。层状各向异性金属也预期支持双曲波导。然而，这种行为仍然难以捉摸，主要是因为带间损耗阻止了红外模式的传播。在这里，我们报告在一个典型的层状半金属ZrSiSe双曲波传播的观察。所观察到的波导起源于近红外线和等离子体线之间的极化激元杂化。独特的节点电子结构同时抑制带间损耗并增强等离子体响应，最终使红外模式能够通过晶体的主体传播。
2022-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-dimensional nodal-loop half metal in monolayer MnN
具有环形带交叉的二维材料一直是人们研究的热点。然而，它仍然是一个挑战，找到2D节点回路，对自旋轨道耦合（SOC）的鲁棒性和实现的磁性状态。基于第一性原理计算和理论分析，我们预测单层MnN是一个具有完全自旋极化节环的二维半金属环。我们发现，单层MnN具有铁磁基态与面外磁化。其能带结构显示出半金属性，三个低能带属于同一自旋通道。这些能带之间的交叉形成了两个以费米能级附近的$Γ$点为中心的同心节环。值得注意的是，节环和它们的自旋极化是强大的SOC下，由于镜像对称性的保护。我们构造了一个有效的模型来描述全极化出射的双圈费米子。我们还发现，单轴应变可以诱导从一个本地化的单循环周围$Γ$循环到一对延伸的循环穿透布里渊区的环路变换。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Role of effective mass anisotropy in realizing a hybrid nodal-line fermion state
本研究通过第一性原理计算和$k \cdot p$理论，揭示了过渡金属四磷化物$Tm$P$_4$中由有效质量各向异性驱动的混合节点线态，包含I型和II型节点交叉，为各向异性晶格材料中的拓扑态调控提供了新途径。
2023-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simple model for second-order topological insulators and loop-nodal semimetals in Transition Metal Dichalcogenides XTe$_2$ (X=Mo,W)
基于第一性原理计算，过渡金属二硫属化物XTe $_{2}$（X=Mo，W）已被证明是二阶拓扑绝缘体，而基于相关的紧束缚模型，拓扑铰链态已被证明是出现的。该模型等价于通过加入质量项和自旋-轨道相互作用由环节半金属构造的模型。我们建议研究一个手征对称模型，通过简化它，但保持几乎相同的能带结构和拓扑铰链状态从原来的哈密顿量。由于手征对称性的存在，我们可以导出各种解析式，从而揭示过渡金属二硫属化合物的基本拓扑性质。我们发现了一个链接的循环结构，其中实现了更高的链接数（甚至8）。在此基础上构造了二阶拓扑半金属和二维二阶拓扑绝缘体。有趣的是，拓扑相变发生在拓扑绝缘体、拓扑晶体绝缘体和二阶拓扑绝缘体之间而没有间隙闭合。我们建议用对称检测器来区分对称性是否被保留。它们区分拓扑相位，尽管对称性指示器对它们产生相同的值。我们还表明，拓扑铰链状态是可控的磁化方向。当磁化指向$z$方向时，铰链状态发生移动，而当磁化指向面内方向时，铰链状态发生间隙。因此，通过控制磁化方向来切换量化电导。我们的研究结果将是未来基于过渡金属二硫属化合物的拓扑器件的基础。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semi-Dirac Fermions in a Topological Metal
本研究利用磁光光谱结合第一性原理计算，在节线金属 ZrSiS 中观测到 Landau 能级的 $B^{2/3}$ 标度，从而证实长期未被发现的半狄拉克费米子。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher-Order Topology, Monopole Nodal Lines, and the Origin of Large Fermi Arcs in Transition Metal Dichalcogenides XTe$_2$ (X=Mo,W)
近年来，过渡金属二硫属化物（TMD）作为拓扑材料引起了极大的兴趣-中心对称的$β$相TMD的单层已被鉴定为2D拓扑绝缘体（TI），并且非中心对称的$γ$相MoTe $_2$和WTe $_2$的块体晶体已被鉴定为II型Weyl半金属。然而，ARPES和STM探针的这些TMD揭示了巨大的，“弧形”的表面状态压倒，有时被误认为是，小得多的拓扑表面费米弧散装II型外尔点。在这封信中，我们使用第一性原理计算和（嵌套）Wilson环来分析$β$ -和$γ$ -MoTe $_2$的体和表面电子结构，发现$β$ -MoTe $_2$（$γ$ -MoTe $_2$，带保留对称性失真）是一个反演对称指示的$\mathbb{Z}_{4}$ -非平凡（$noncentrosymmetric, non$ - $symmetry$ - $indicated$）由双带反转驱动的高阶TI（HOTI）。MoTe $_2$的两种结构相都表现出与WTe $_2$相同的表面特征，这表明大费米弧实际上在拓扑上并不平凡，而是HOTI特有的分裂和带隙的四重表面态。我们还表明，当忽略SOC的影响，$β$ -MoTe $_2$是一个具有$\mathbb{Z}_{2}$ -非平凡结线（MNLSM）的半金属。这一发现证实了由双带反转驱动的MNLSM是HOTI的弱SOC极限，这意味着MNLSM是具有平带铰链态的高阶拓扑$semimeta…
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal higher-order bulk-boundary correspondence of triple nodal points
三结点是动量空间中三个哈密顿本征态在一个本征能处合并的能带简并点。对于无自旋粒子，三重节点的稳定性需要两个要素：三阶、四阶或六阶的旋转对称性;结合镜像或时空反演对称性。然而，尽管对它们的分类进行了充分的研究，但三个节点的强大边界特征到目前为止仍然难以捉摸。在这项工作中，我们首先表明，在半金属和金属的三重节点对可以由Stiefel-Whitney和Euler不变量，其中第一个是已知的，以促进高阶拓扑的特点。出于这一观察，我们结合对称指标的角电荷和Stiefel-Whitney不变量在二维与分类的三重节点的三维无自旋系统。其结果是一个完整的高阶体边界对应，其中对三重节点的特点是分数跳跃的铰链收费。我们提出了极小模型进行高阶拓扑结构的三结点的各种物种，并说明了Sc $_3$ AlC，这成为一个高阶的三点金属在施加的应变派生的对应关系。概括的spinful系统，特别是WC型三点材料类，简要概述。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric performance by van Hove singularities in the density of states of type-II nodal-line semimetals
以“无自旋Mg $_3$ Bi $_2$“为人工材料，采用半解析和第一性原理相结合的方法，研究了拓扑II型单线半金属（NLS）的独特态密度对其热电输运性质的影响.在这样的II型NLS中的DOS在节线的能量附近具有两个范霍夫奇点，这导致与正常金属相比大的$S$值。结合在节线处的线性带（其给出高电导率$σ$），II型NLS可以在节线处呈现相对高的TE功率因数（$\text{PF}=S^2σ$）。特别是，我们发现$\text{PF} \sim 60$ $μ$ W/cmK $^2$在300 K的n型镁$_3$ Bi $_2$通过考虑电子-声子散射，其中的弛豫时间$τ$的载流子可以表示为$τ\propto\text{DOS}^{-1}$的类型II NLS。此外，我们优化参数的TE功率因数的第二类NLS一般采用两个带模型与DOS依赖的弛豫时间近似。我们的研究结果表明，第二类NLS作为一个潜在的高性能TE材料的金属和半金属，这是传统上被认为是不好的TE材料相比，半导体。
2022-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hidden-symmetry-enforced nexus points of nodal lines in layer-stacked dielectric photonic crystals
最近的研究表明，介质光子晶体中从零频率出现的能带的连通性不同于具有相同空间群的电子对应物。我们发现，在由各向异性光子晶体组成的AB层堆叠光子晶体中，独特的光子带连接性导致了在两个节环和一个Kramers型节线的连接处出现一种新的三重简并点.线节点的出现和相交由麦克斯韦方程组的广义1/4周期螺旋旋转对称性保证。具有恒定$k_z$和等频表面的带在连结点附近都作为自旋1的Dirac-like锥分散，从而引起光在连结点处的奇异输运特征。我们发现，自旋为1的锥形衍射发生在连结点，可以用来操纵光学涡旋的电荷。我们的工作表明，麦克斯韦方程组可以有隐藏的对称性诱导的分数周期性的材料张量分量，因此铺平了道路，以寻找新的拓扑节点结构独特的光子系统。
2020-09-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic Field Driven Nodal Topological Superconductivity in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
近年来，具有远大于泡利极限场的面内上临界场的伊辛超导体正处于实验研究的前沿。许多单层或少层的过渡金属二硫属化合物被证明是伊辛超导体。在这项工作中，我们表明，在广泛的实验可达制度的面内磁场高于泡利极限场，但低于$H_{c2}$，2H结构单层NbSe $_2$或simiarly TaS $_2$成为一个节点拓扑超导体。体节点出现在布里渊区的$Γ- M$线上，在那里Ising SOC消失。节点由马约拉纳平坦带连接，类似于外尔半金属中的外尔点由表面费米弧连接。马约拉纳平坦带与大量的零能量马约拉纳费米子边缘模，诱导自旋三重态库珀对。这项工作表明了一种实验上可行的方法来实现节结拓扑超导体中的马约拉纳费米子，没有任何精细的调整实验参数。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nodal-chain metals
固体能带理论可以说是凝聚态物理中最成功的理论，它提供了各种材料中电子能级的描述。从能带理论获得的电子波函数允许系统的拓扑表征，并且电子光谱可能具有鲁棒的、拓扑保护的费米子准粒子。这些准粒子中有许多是标准模型中基本粒子的类似物，但其他的在相对论高能理论中没有对应物。固体中可能的准粒子的完整列表仍然是未知的，即使在非相互作用的情况下。在这里，我们报告了一种新的类型的费米子激发，出现在金属。这种激发形成了一个节链--动量空间中一系列相连的环--传导带和价带沿着这个节链接触。我们证明了节点链是拓扑不同于任何其他激发之前报道。我们讨论了这种新的激发的外观的对称性要求，并预测它是实现在现有的材料IrF $_4$，以及在其他化合物的这种材料类。以IrF $_4$为例，详细讨论了节点链的拓扑表面态。此外，我们认为，新的准粒子的存在下的异常磁输运性质的结果，从那些已知的材料不同。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall
Tidal surface states as fingerprints of non-Hermitian nodal knot metals
非厄米节结金属（NKM）含有复杂的复值能带，产生了纽结异常环和新的拓扑表面态。我们介绍了一种形式主义，连接代数，几何和拓扑方面的这些表面状态与他们的父母结，并提供了一个优化的建设性的紧束缚模型的任意结的复杂性和最小的杂交范围的非厄米特NKM。具体而言，各种代表性的非厄米环面结哈密顿在实空间中构建，和他们的节点拓扑结构研究通过缠绕数，避免了显式的广义布里渊区的建设。特别是，我们确定的表面状态的边界作为“潮汐”的复杂的能带结构在海洋景观类比的交叉点。除了基于Berry相位的拓扑量之外，我们还发现这些潮汐表面状态与其对偶塞弗特表面的带涡度和层结构密切相关，因此为非厄米NKM提供了指纹。
2021-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Non-quadratic transverse magnetoresistance of the nodal line Dirac semimetal InBi
本文研究了节线Dirac半金属InBi的横向磁电阻。发现磁电阻不是二次的。在小磁场区域$ B\lesssim 0.1$ ~T中，它的特征在于高曲率，在中等磁场区域中，它由线性和二次贡献之和描述，并且在大磁场区域$ B\gtrsim 1$ ~T中，它接近具有比其零场值小几倍的曲率的二次定律。提出了一个唯象方程，允许描述的整个依赖性的电阻上的磁场的误差不超过百分之几的测量误差。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and charge transport in topological nodal-line semimetals
研究了拓扑Weyl线半金属的输运性质。从一个最小的晶格模型与一个单一的节环，并通过专注于正常金属NLS正常金属结，我们调查的依赖关系的新的传输行为的节环的方向。当环平行于结界面时，发现传输的电流几乎完全自旋极化。相应地，存在一个自旋取向，入射电子将沿该取向被全反射。一对自旋方向相反的入射电子在表面态的参与下也发生了不寻常的半透射共振。所有这些现象已被证明是源于存在一个单一的前向传播模式的NLS的结，并认为生存在更通用的多频带外尔NLS。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall
Unified theory of PT and CP invariant topological metals and nodal superconductors
由于PT和CP对称性是物理学中的基本对称性，本文基于数学上严格的$KO$理论，建立了PT和CP不变量金属和节超导体的统一拓扑理论。代表性的模型构造的所有非平凡的拓扑情况下，尺寸$d=1,2$，和$3$，其奇异的物理意义被详细阐明。有趣的是，我们发现本体费米表面的拓扑电荷决定了边界上拓扑子能隙模的奇异方向依赖分布。此外，通过构造一个精确的体-边界对应，我们证明了PT和CP不变量类的拓扑费米点可以在具有某种各向异性晶体对称性的拓扑绝缘体的边界上以无隙模的形式出现.
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological nodal Cooper pairing in doped Weyl metals
我们将单电子能带结构的Berry连接概念推广到两个具有相反陈数的费米面之间的两粒子库珀对态。由于费米面拓扑结构的存在，配对Berry相具有非平凡的非对称结构。因此，配对间隙函数在动量空间中具有拓扑保护的节点结构，其总涡量仅由电荷$q_p$确定。配对节点表现为Bogoliubov-de Gennes配对哈密顿量的Weyl-Majorana点。讨论了它们与Weyl能带结构表面模和能隙内Majorana表面模的连接模式的关系。在球费米面近似下，对对称性用双调和函数表示。最低可能的配对通道携带角动量数$j=|q_p|$，相应的间隙函数是费米面上的全纯或反全纯函数。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interfaces of nodal-line semimetals: drum states, transport and refraction
该研究分析拓扑节线半金属界面与薄板结构，揭示边界条件对表面态、鼓态杂化及输运特征的影响，并发现弹道输运中的完美透射共振角与径向非均匀电流分布。
2024-04-21 cond-mat.mes-hall
Disorder driven multifractality transition in Weyl nodal loops
本文用精确的数值方法研究了节线半金属中短程无序的影响。对于任意小的无序，揭示了一种新的半金属相，其基态波函数的动量空间振幅集中在节线周围，并遵循多重分形分布。在临界无序强度下，发生了半金属到可压缩金属的转变，与多到单的分形转变相一致。这个临界点的普适类由关联长度和动力学指数来表征。在相当高的无序度下，发生安德森金属-绝缘体转变。我们的研究结果表明，在非清洁样品中的半金属相的性质是从根本上不同的清洁节半金属。
2019-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nodal-chain network, intersecting nodal rings and triple points coexisting in nonsymmorphic Ba3Si4
拓扑金属/半金属（TM）中拓扑元素的共存性逐渐引起人们的关注。然而，非拓扑因素往往会扰乱费米面，掩盖有趣的拓扑性质。在这里，我们发现，Ba_3Si_4是一个“干净”的TM，其中共存的主链网络，交叉节环（INR）和三相点，在没有自旋轨道耦合（SOC）。此外，节点环的拓扑阶段表现出不同的类型：从类型-I，类型-II到类型-III环根据带色散。所有的拓扑元素都是由三个能带的交叉产生的，因此它们是相关的而不是相互独立的。当某些结构对称性被外应变消除时，拓扑相演化为另一个相，包括Hopf链、一维节链和新的INR。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Disentangling contributions to longitudinal magnetoconductivity for Kramers-Weyl nodes
Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫·纳达尔卓越学院）
本研究针对手性晶体中的Kramers-Weyl节点，通过精确求解半经典玻尔兹曼方程，解耦其纵向磁电导率的拓扑与自旋耦合贡献，发现除常规B²依赖外还存在线性B依赖关系。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Helical metals and insulators and sheet singularity of inflated Berry monopole
我们研究了相互作用的狄拉克物质的新阶段，主机新颖的贝瑞签名。我们预测的拓扑Lifshitz相变所造成的狄拉克锥相交从半金属相螺旋绝缘或金属相的变化。这些螺旋相位提供了无间隙拓扑相位的示例，其中拓扑保护不需要光谱间隙。为了实现节螺旋相，需要考虑各向同性的无限范围的粒子间相互作用。这种相互作用可能是由于电子从玻色子模式的动量守恒散射而出现的。对于密度/赝自旋通道中的排斥/吸引相互作用，系统经历了向螺旋绝缘体相的转变。对于一个有吸引力的密度-密度相互作用，一个新的金属相的形式，主机{ \it节圆}和{ \it节球}，分别在二维和三维。Berry曲率的{ \it片奇点}是三维中节球相的一个特殊特征，它代表了Berry曲率奇点向膨胀曲率的扩展.为了说明这些螺旋相的性质，我们调查朗道水平在金属和绝缘相。我们的研究提供了一个扩展的范例，在相互作用的狄拉克物质，并使一个有趣的连接膨胀的拓扑奇点在宇宙学。
2018-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasi-nodal lines in rhombohedral magnetic materials
凝聚态物理中一个公认的结果表明，在包含滑移反射对称性的对称群中结晶的材料在能带上具有节线。这些节线是拓扑保护的，出现在倒易空间中反射的固定平面上。在存在反演对称时，能带是简并的，并且固定平面上的节线可以杂交或交叉。在前一种情况下，避免了交叉，从而在能隙小的倒易空间上产生线，而在后一种情况下，节线将持续存在，从而产生狄拉克或双节线。此外，如果材料在滑动反射对称性被破坏的铁磁相中结晶，则节线杂交，从而在能隙小的倒易空间中限定线。在这项工作中，我们集中我们的努力，由于磁化杂交的节线的研究，我们创造了一个术语的准节线的那些线在倒易空间的能隙是小的（小于什么可以检测到的实验）。我们研究了磁性空间群为167.107和161.71的磁性三氟化合物和三氧化物，并证明了这些材料上准节线的存在。此外，我们表明，每当准节线位于费米能级周围，然后有趣的电荷和自旋输运效应的诱导，可以用来检测实验这些线。特别感兴趣的是PdF3和LiCuF3的半金属铁磁相，其中异常霍尔电导的大信号是由于费米能级上的准节线的存在。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math.AT
Polar hairs of mixed-parity nodal superconductors in Rarita-Schwinger-Weyl metals
研究RSW金属中混合宇称配对产生的极向毛发线节点，揭示其随配对强度变化及与Luttinger材料的差异。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conductivity scaling and absence of localization in disordered nodal line semimetals
本研究针对无序节线半金属的输运特性展开，通过连续转移矩阵法、微扰计算等发现长程标量和矢量无序下均不存在局域化，电导率随无序强度升高，矢量无序可诱导绝缘-金属转变，证实三维体相系统无局域化。
2024-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Drumhead Surface States and Topological Nodal-Line Fermions in TlTaSe2
拓扑线半金属是一种新的凝聚态，具有一维体结线和二维鼓面表面带。基于第一性原理计算和我们的有效k。p模型，提出了三元过渡金属硫属化物TlTaSe_2中拓扑线费米子的存在。非中心对称结构和强自旋-轨道耦合产生了自旋螺旋线体态，这些体态受到该化合物的镜像反射对称性的保护。这是显着区别于其他提出的半金属，如Cu 3 NPb（Zn），其中节线只存在于消失的自旋轨道耦合的限制。我们发现，鼓面表面状态TlTaSe 2，这是与拓扑结线，表现出非常规的手征自旋纹理和异国情调的Lifshitz过渡作为多个鼓面表面状态口袋之间的联系的结果。
2015-08-30 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Carrier Relaxation Dynamics in a Nodal-Line Semimetal PtSn$_4$
本研究利用时间分辨角分辨光电子能谱揭示了狄拉克节线半金属PtSn4的体导带线性色散与节线演化，发现其载流子超快弛豫源于电子-声子耦合的多通道散射及各向异性节线结构的独特机制。
2024-05-20 cond-mat.mes-hall
Quadratic nodal point in a two-dimensional noncollinear antiferromagnet
通过第一性原理计算和对称性分析，预测二维kagome金属-有机框架材料Cr$_3$(HAB)$_2$中费米能级附近存在稳定的二次节点，并构建有效模型揭示其拓扑性质。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Nodal pair density waves from a quarter-metal in crystalline graphene multilayers
本文研究了晶体石墨烯多层膜中四分之一金属在垂直电场下的超导基态，发现其可形成打破平移对称性的奇宇称层间Cooper对配对密度波，并分析了三阶翘曲费米环对配对振幅和转变温度的影响。
2025-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Transport on the Surfaces of Topological Nodal-line Semimetals
本文推导了节线半金属表面格林函数解析式，发现表面金属链的电荷电导和自旋极化随栅极电压变化呈现稳健平台或多个峰，可作为该材料的输运特征。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Emergence of Nodal-Knot Transitions by Disorder
本研究通过重整化群计算证明，弱无序（化学势型或磁性型）能诱导三维金属节结相发生相变，产生不同结拓扑，并可通过结 Wilson loop 积分等拓扑不变量定量表征，为无序调控节结拓扑开辟了新途径。
2025-06-28 cond-mat.mes-hall
Composite Topological Weyl Nodal lines
本文提出由三个能带交叉融合形成、受镜面对称保护的复合 Weyl 节线，揭示其独特 Berry 曲率织构，并在铁磁 EuTiO$_3$ 模型中实现及预测非单调自旋 Hall 电导。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall
Nodal lines in a honeycomb plasmonic crystal with synthetic spin
University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
该研究通过合成自旋和对称性保护，在蜂窝等离子体晶体中实现稳定的节点线结构，为设计新型光子器件提供新途径。
2025-02-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron transport in nodal-line semimetals
本文研究了带电荷杂质的半金属半导体的电导率。该系统中库仑势的屏蔽与常规金属或半导体中发现的库仑势的屏蔽在性质上不同，屏蔽势$ϕ$在距离$r$的宽间隔上衰减为$ϕ\propto 1/r^2$。这种不寻常的屏蔽产生了丰富多样的导电制度作为温度，掺杂水平和杂质浓度的函数。特别是，半金属线表现出发散的迁移率$\propto 1/|μ|$在消失的化学势$μ$的限制，线性增加的电导率对温度的依赖性，$σ\propto T$，和一个大的弱局部化校正与强烈的各向异性依赖于磁场。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
BCS-like disorder-driven instabilities and ultraviolet effects in nodal-line semimetals
本文研究三维节线半金属中淬火无序引起的紫外散射重整化效应，揭示态密度等可观测量在临界无序强度附近的奇异发散行为，并通过映射到二维吸引相互作用金属建立与库珀及激子凝聚不稳定性的对应关系。
2023-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of Dirac nodal lines and strain on the high spin Hall conductivity of epitaxial IrO2 thin films
自从在某些重金属元素中发现“巨大的”自旋霍尔效应（SHE）以来，人们一直在努力识别和开发新的和技术上可行的基于重金属的薄膜材料，其可以以甚至更高的效率产生自旋电流以在相邻的铁磁纳米结构上施加自旋轨道转矩（SOT）。与此同时，已经有了广泛的基础研究自旋电流，可以产生强大的，内在的自旋轨道相互作用（SOI）的影响，在更奇异的系统，包括拓扑绝缘体，过渡金属二硫属元素与破坏晶体对称性，外尔和狄拉克半金属，其中无隙电子激发的拓扑和对称性的保护。在这里，我们实验研究强SOT从拓扑半金属IrO2在（001）和（110）正常的薄膜，表现出明显不同的SHE强度。角分辨光电子能谱研究表明，IrO2在能带结构中具有狄拉克节线（DNL），这可以实现非常高的自旋霍尔电导率（SHC）。（001）膜表现出异常高的阻尼类扭矩效率，范围从293 K下的0.45到30 K下的0.65，这设定了比理论预测高十倍且符号相反的SHC下限。我们观察到各向异性应变（110）膜中SHC的显著降低，这表明存在于（001）膜中并有助于SHC的DNL由于（110）膜中的大的各向异性应变而被破坏和缺口化，这进而显著降低SHC。这种狄拉克半金属在室温下具有很大的自热膨胀系数，具有很好的应用前景。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Simulating Exceptional Non-Hermitian Metals with Single-Photon Interferometry
我们在光子学环境中模拟了非厄米（NH）金属的节点能带结构的拓扑特性。实施非幺正的时间演化的倒易空间，然后通过干涉测量，我们探测相应的NH布洛赫哈密顿复本征能量，并详细研究其例外线（EL），NH对应的厄米特系统中的节线的拓扑结构。我们专注于两种不同类型的NH金属：二维系统的保护ELs，和三维系统拥有独立的拓扑ELs的形式结。虽然这两种类型的功能开放的费米面，我们实验观察到它们的区别，通过分析的拓扑结构上的ELs的破坏性扰动的影响。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-Abelian band topology in noninteracting metals
结晶固体的电子能带一般表现出简并性，称为能带结构节点。在这里，我们引入非阿贝尔拓扑电荷的特点线节点的动量空间内的晶体金属与时空反演（$\mathcal{PT}$）对称性和弱自旋轨道耦合。我们表明，这些是四元数的费用，类似于那些描述双轴向列向错。从两个带的考虑，我们开发了完整的多带描述的节点存在的$\mathcal{PT}$和镜像对称，这使我们能够调查的拓扑稳定性的节点链在金属。非阿贝尔电荷严格限制了可能的双线组态。我们的分析超出了标准的方法带拓扑，并意味着存在一维拓扑阶段不存在于现有的分类。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Multi-Orbital Topological Superconductivity in Transition Metal Dichalcogenides
我们研究了过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜中可能的超导态，假设一个现场的配对潜力，包括内和轨道间的条款。我们发现，如果相对于系统平面的镜像对称被破坏（例如，通过衬底），这种类型的配对可以产生非常规的超导性，包括时间反演不变的节点和完全带隙的拓扑相。使用多轨道重整化群程序，我们展示了如何这些阶段可能会导致从本地库仑排斥，洪德规则耦合，声子介导的吸引力之间的相互作用。特别是，对于一系列的相互作用参数，该系统从平凡的阶段过渡到一个节点阶段，最后到一个缺口的拓扑相位时，增加的镜像对称性破缺项的强度。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Proposal for detecting nodal-line semimetal surface-states with resonant spin-flipped reflection
拓扑结构的金属半金属具有独特的鼓面状表面态（DSS）。然而，直接检测这种状态仍然是一个挑战。在这里，我们提出了自旋分辨运输之间的正常金属和自旋轨道耦合的半金属结作为其检测机制。具体来说，我们发现，在这样的设备中，DSS诱导共振自旋翻转反射。这种效应可以通过反平行磁性终端之间的垂直自旋输运和横向电荷输运来探测。在结的隧穿极限中，自旋和电荷电导都在零能量附近表现出共振峰，为DSS提供了独特的证据。该签名对色散DSS和界面无序都是鲁棒的。基于数值计算，我们表明，该计划可以实现在拓扑半金属汞$_2$硒$_4$。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sign-tunable anomalous Hall effect induced by two-dimensional symmetry-protected nodal structures in ferromagnetic perovskite oxide thin films
磁性和自旋-轨道耦合（SOC）是巡游铁磁体中新的拓扑输运现象的两个重要组成部分。当自旋极化能带支持可以被SOC提升的带简并的节点/线时，节点结构成为Berry曲率的来源;这导致大的异常霍尔效应（AHE）。与自然具有节点/线的三维系统相反，二维（2D）系统只有在存在适当的晶体对称性时才能具有稳定的节点结构。在这里，我们表明，2D自旋极化能带结构的钙钛矿氧化物通常支持的保护节点线和点，管理的符号和幅度的AHE。为了证明这一点，我们进行了角分辨光电子能谱研究SrRuO $_3$，一个代表性的金属铁磁体与SOC的SrRuO薄膜。我们表明，在膜的厚度，磁化强度和化学势的变化时，符号变化的AHE可以很好地解释理论模型。我们的研究是第一个直接表征的拓扑能带结构的二维自旋极化带和相应的AHE，这可能有助于新的开关器件的铁磁薄膜的基础上。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
