最先进的拓扑器件需要利用拓扑表面态来驱动电子输运。在本研究中，我们结合傅里叶变换扫描隧道谱（FT-STS）和角分辨光电子能谱（ARPES），研究了 x 值在 0 到 1 范围内的可调拓扑系统 $Ge(Bi_{x}Sb_{1-x})_{2}Te_{4}$。结果表明，Dirac 点随 x 线性移动，并在 x = 0.7 附近穿过 Fermi 能级。这一对平滑可调的孤立 Dirac 点穿过拓扑输运区间且与替代呈强线性关系的新颖观察，对未来拓扑自旋电子学应用至关重要。
英文摘要：
State-of-the-art topological devices require the use topological surface states to drive electronic transport. In this study, we examine a tunable topological system, $Ge(Bi_{x}Sb_{1-x})_{2}Te_{4}$, for a range of 'x' values from 0 to 1, using a combination of Fourier Transform Scanning Tunneling Spectroscopy (FT-STS) and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES). Our results show that the Dirac point shifts linearly with 'x', crossing the Fermi energy near x = 0.7. This novel observation of a smoothly tunable, isolated Dirac point crossing through the topological transport regime and having strong linear dependence with substitution can be critical for future topological spintronics applications.
Magnetically tunable Dirac and Weyl fermions in the Zintl materials family
最近的分类工作，包括晶体对称性揭示了丰富的可能性，固态系统，以支持挂毯的异国情调的拓扑状态。然而，找到实现这种状态的材料仍然是一个艰巨的挑战。在这里，我们展示了如何相互作用的拓扑结构，对称性，磁性结合掺杂和外部电场和磁场控制可以用来驱动以前未报道的SrIn $_2$作为$_2$材料家族到各种拓扑阶段。我们的第一性原理计算和对称性分析表明SrIn $_2$ As $_2$是具有$Z_2=(1;000)$和镜像陈数$C_M= -1$的对偶拓扑绝缘体。它的同构和等价反铁磁表亲EuIn $_2$ As $_2$被发现是与$Z_4= 2$的轴子绝缘体。在Sr $_{1-x}$ Eu $_x$ In $_2$ As $_2$中通过Eu掺杂破坏的时间反转对称性取决于磁易轴的取向导致更高阶或拓扑晶体绝缘体状态。我们还发现反铁磁EuIn $_2$ P $_2$是一个平凡的绝缘体，具有$Z_4= 0$，并且在外加磁场的驱动下，它经历了一个理想的Weyl费米子态或节费米子态与$Z_4= 1$。我们的研究确定了Sr $_{1-x}$ Eu $_x$ In $_2$（As，P）$_2$作为一种新的可调材料平台，用于研究外尔和节点费米子在晶体和轴子绝缘体状态的支架中的物理和应用。
Ferromagnetism with in-plane magnetization, Dirac spin-gapless semiconducting property, and tunable topological states in two-dimensional rare-earth-metal dinitrides
Prediction of three-fold fermions in a nearly-ideal Dirac semimetal BaAgAs
在低能电子光谱中具有三重简并节点的材料产生晶体对称性增强的三重费米子，其概念上介于两重外尔费米子和四重狄拉克费米子之间。在这里，我们展示了如何实现三重费米子的银基狄拉克半金属BaAgAs通过我们的第一性原理计算结合低能量有效的$\mathbf{k.p}$模型哈密顿分析。BaAgAs的三重简并节点位于其$C_{3}$旋转轴上，在没有自旋轨道耦合（SOC）效应的情况下受到$C_{6v}$（$C_2\otimes C_{3v}$）点群对称性的保护。当SOC被打开时，BaAgAs转变成接近理想的狄拉克半金属状态，狄拉克节点对位于$C_{3}$旋转轴上。我们发现，打破反转对称性的BaAgAs $_{1-x}$ P $_x$合金产生一个干净的和可调的三重费米子半金属。BaAgAs中其他对称性的系统弛豫产生了一系列其他拓扑相。因此，钡砷化银材料提供了一个理想的平台，探索可调拓扑性质与各种不同的费米激发。
Widely Tunable Optical and Thermal Properties of Dirac Semimetal Cd$_3$As$_2$
在本文中，我们报告了一个详细的分析的温度依赖的光学性质的外延生长的砷化镉（Cd $_3$ As $_2$），一个新发现的三维狄拉克半金属。动态费米能级调谐-从线性狄拉克锥中的保利阻塞激发-和变化的德鲁德响应，产生大的变化中，远红外光学特性。我们证明了热光位移大于传统的III-V族半导体，我们归因于所获得的大的热膨胀系数所揭示的第一性原理计算。对Cd $_3$ As $_2$薄膜的电子散射率、等离子体频率边缘、费米能级位移、光学电导率和电子有效质量进行了定量分析和讨论。我们的从头算密度泛函研究和实验分析的外延生长的镉$_3$作为$_2$承诺纳米光子和纳米电子器件的应用，如可重构的超材料和超表面，纳米热发射器，和片上定向天线。
Tunable Topological Dirac Surface States and Van Hove Singularities in Kagome Metal GdV${_6}$Sn${_6}$
基于过渡金属的kagome材料是研究新型拓扑电子态和相关现象的前沿。迄今为止，在理想化的二维kagome晶格中，拓扑非平凡的狄拉克表面态（TDSS）还没有被明确观察到，TDSS和范霍夫奇点（VHS）的操纵仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们揭示了TDSS起源于Z ${_2}$体拓扑结构，并确定了多个VHS附近的费米能级（$\textit{E}$ ${_F}$）的磁性可果美材料GdV ${_6}$ Sn ${_6}$。利用原位表面沉积钾，我们成功地实现了对TDSS和VHS的操控。TDSS的狄拉克点可以从上到下（$\textit{E}$ ${_F}$）进行调整，这会逆转费米表面处自旋织构的手性。这些结果建立了GdV ${_6}$ Sn ${_6}$作为一个迷人的平台，研究非平凡的拓扑结构，磁性和相关效应本地戈薇晶格。他们还提出了基于可果美材料的自旋电子器件的潜在应用。
Designing a family of 2D kagome monolayer $B_{18}S_{8}$, $B_{18}S_{8}H_{2}$, $B_{18}S_{6}X_{2}$ (X=Cl,Br,I) with tunable Dirac cones and high Fermi velocity
Intrinsic Second-Order Topological Superconductors with Tunable Majorana Zero Modes
Sun Yat-sen University（中山大学）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, Sun Yat-sen University（广东省磁电物理与器件重点实验室，中山大学）；State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, Sun Yat-sen University（光电功能材料与技术国家重点实验室，中山大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
Toward Tunable Magnetic Dirac Semimetals: Mn Doping of Cd$_3$As$_2$
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；King's College London（伦敦国王学院）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
Universal gapless Dirac cone and tunable topological states in (MnBi$_2$Te$_4$)$_m$(Bi$_2$Te$_3$)$_n$ heterostructures
在新发现的磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$中，通过对磁性结构的调节，观察到了轴子绝缘体态和量子化的反常霍尔效应（QAHE）.相关的（MnBi $_2$ Te $_4$）$_m$（Bi $_2$ Te $_3$）$_n$异质结构具有增加的调谐旋钮，被预测为奇异拓扑状态的更通用的平台。在这里，我们报告的角度分辨光电子能谱（ARPES）的异质结构（MnBi $_2$ Te $_4$，MnBi $_4$ Te $_7$和MnBi $_6$ Te $_{10}$）的一系列研究。在MnBi $_2$ Te $_4$的（0001）面上观察到一个普遍的无带隙狄拉克锥。这是在鲜明的对比，从原来的反铁磁基态的预期差距，表明表面附近的磁性结构发生变化，可能是由于表面终止。在此期间，表面状态的电子带色散，大概占主导地位的顶面，被发现是敏感的底层MnBi $_2$ Te $_4$和Bi $_2$ Te $_3$层的不同堆叠。我们的研究结果表明，在（MnBi $_2$ Te $_4$）$_m$（Bi $_2$ Te $_3$）$_n$异质结构中，拓扑表面态的磁性和电子结构具有很高的可调谐性，这对于实现各种新颖的拓扑态是必不可少的.
