Unusual exchange couplings and intermediate temperature Weyl state in Co3Sn2S2
Qiang Zhang, Satoshi Okamoto, German D. Samolyuk, Matthew B. Stone, Alexander I. Kolesnikov, Rui Xue, Jiaqiang Yan, Michael A. McGuire, David Mandrus, D. Alan Tennant
备注：
5 pages, 4 figures, plus one supplementary material
了解磁性及其与拓扑性质的可能相关性已成为研究磁性外尔半金属的前沿和难点课题。Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$是一种新发现的磁性Weyl半金属，具有可果美钴离子晶格结构。在这里，我们报告的磁交换耦合Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$使用非弹性中子散射和两个密度泛函理论（DFT）为基础的方法：约束磁性和多重散射格林函数方法。Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$表现出高度各向异性的磁振子色散和低于$T_{C}$的线宽，以及高于$T_{C}$的顺磁激发。铁磁基态的自旋波谱可用占主导地位的第三近邻“十字六边形”$J_{d}$模型描述。我们的密度泛函理论计算表明，这两个120 $^\circ$反铁磁序允许支持Weyl点在中温区，不同的数量和位置的Weyl点。我们的研究强调了Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$在促进我们对戈薇物理学的理解和探索磁性与能带拓扑之间的相互作用方面可以发挥的重要作用。
英文摘要：
Understanding the magnetism and its possible correlations to the topological properties has emerged as a forefront and difficult topic in studying magnetic Weyl semimetals. Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$ is a newly discovered magnetic Weyl semimetal with a kagome lattice of cobalt ions and has triggered intense interest for rich fantastic phenomena. Here, we report the magnetic exchange couplings of Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$ using inelastic neutron scattering and two density functional theory (DFT) based methods: constrained magnetism and multiple-scattering Green's function methods. Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$ exhibits highly anisotropic magnon dispersions and linewidths below $T_{C}$, and paramagnetic excitations above $T_{C}$. The spin-wave spectra in the ferromagnetic ground state is well described by the dominant third-neighbor "across-hexagon" $J_{d}$ model. Our density functional theory calculations reveal that both the symmetry-allowed 120$^\circ$ antiferromagnetic orders support Weyl points in the intermediate temperature region, with distinct numbers and the locations of Weyl points. Our study highlights the important role Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$ can play in advancing our understanding of kagome physics and exploring the interplay between magnetism and band topology.
Magnetic orders and topological phases from f-d exchange in pyrochlore iridates
从理论上研究了烧绿石铱酸盐R $_2$ Ir $_2$ O $_7$中的f-d磁交换作用。R $^{3+}$ f-电子由于晶场环境而形成局域化的磁偶极子，而Ir $^{4+}$ d-电子更巡回并且感受到强的自旋-轨道耦合。我们构建和分析一个极小模型捕捉这个物理，治疗的Ir子系统使用Hubbard型模型。在忽略Hubbard相互作用的情况下，我们发现了由f-d交换引起的Weyl半金属相和轴子绝缘体相。接下来，我们发现f-d交换可以与Hubbard相互作用合作，在更大的参数空间区域上稳定Weyl半金属，而不是单独由d电子相关引起。应用实验进行了讨论。
Quantum Oscillations and Magnetoresistance in Type-II Weyl Semimetals - Effect of a Field Induced Charge Density Wave
最近的实验表明，在强磁场作用下，第二类Weyl半金属如WTe $_2$、MoTe $_2$、Mo $_x$ W $_{1-x}$ Te $_2$和WP $_2$具有显著的输运性质，包括极大的磁电阻和不寻常的温度依赖性。在这里，我们调查磁输运通过Kubo公式在一个极小模型的II型Weyl半金属考虑到电荷密度波（CDW）过渡的影响，这可能会出现，即使在弱耦合在一个强磁场的存在下，因为特殊的朗道级色散的II型Weyl系统。与实验测量一致，我们发现一个非常大的磁阻接近$B^2$缩放在粒子空穴补偿，而在极端的量子极限有一个过渡到一个定性的新的缩放约$B^{0.75}$。我们还研究了Shubnikov-de Haas效应，发现在CDW转变温度以下，电阻率量子振荡的幅度大大增强，这伴随着不寻常的非单调（非Lifshitz-Kosevich）温度依赖性。
Signatures of Weyl fermion annihilation in a correlated kagome magnet
量子物质中拓扑态的操纵是基础物理学和下一代量子技术的重要追求。本文报道了用高分辨光电子能谱观测到的可果美自旋轨道半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$中外尔费米子的磁操纵。我们证明了交换崩溃的自旋轨道缺口铁磁外尔环顺磁狄拉克环下的磁秩序的抑制。我们进一步观察到，拓扑费米弧消失在顺磁相，这表明湮灭的交换分裂外尔点。我们的研究结果表明，磁交换坍缩自然驱动外尔费米子湮灭，相关的序参量下的工程拓扑打开了新的机会。
Higher-order Weyl nodes driven by helical magnetic order in EuAgAs
Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子科技中心）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；University of Oxford（牛津大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）；Diamond Light Source（钻石光源）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；University of Macau（澳门大学）
Giant-exchange-driven Vectorial Control of a Minimal Topological Magnet in Eu3In2As4
Fudan University（复旦大学）；Ningbo Institute of Digital Twin, Eastern Institute of Technology（宁波数字孪生研究院，东方理工大学）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University（精密光谱科学与技术国家重点实验室，华东师范大学）；Key Laboratory of Quantum Materials and Devices of Ministry of Education, School of Physics, Southeast University（东南大学物理学院，教育部量子材料与器件重点实验室）；X-Lab, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统信息技术研究所2020实验室）；National Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统信息技术研究所国家集成电路材料重点实验室）；Zhangjiang Fudan International Innovation Center, Fudan University（复旦大学张江国际创新中心）
Field-tunable toroidal moment and anomalous Hall effect in noncollinear antiferromagnetic Weyl semimetal Co1/3TaS2
将磁性与能带拓扑结构相结合，提供了各种新颖的相位，这在其他方面是不可能的。其中，非共线金属反铁磁体因其不同的磁基态而具有丰富的拓扑物理性质。然而，由于缺乏合适的材料，特别是三角晶格反铁磁体，只有很少的实验研究。在这里，我们报告，金属三角形反铁磁体Co 1/3 TaS 2表现出大量的异常霍尔效应（AHE）有关的非共线磁序。我们的第一性原理计算发现，沙漏外尔费米子从非对称对称触发AHE。我们进一步表明，AHE在Co 1/3 TaS 2的特点是由环向力矩，一个涡旋状的多极分量，产生的手征晶格和几何挫折的组合。最后，不寻常的磁场可调性的环矩把Co 1/3 TaS 2作为一个罕见的例子，非共线金属反铁磁体充满有趣的磁性和拓扑性质。
Pressure tuning domain-wall chirality in noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetal CeAlGe
拓扑磁性Weyl半金属是一类具有可控手性畴壁的半导体材料，具有广阔的应用前景。为了在应用程序中利用它们，重要的是要有一个适当的方法来调整和操纵这些域墙。一种可能的方式是通过磁致弹性耦合。最近提出的$R$ Al $X$（$R$ =稀土，$X$ =Si和Ge）族磁性Weyl半金属中稀土的参与可以提供这样的平台。在这里，我们提出的运输和流体静压下的CeAlGe的热力学性质。我们发现，压力增强CeAlGe的反铁磁交换，但基本上保留其磁性结构。在磁有序态中观察到具有明显环形状的大拓扑霍尔效应，并且在压力下它分裂成两个区域。这种不寻常的电磁响应被推断为手性磁畴壁的结果。压力下的反铁磁序的重新进入和前所未有的伴随其演变强烈建议通过磁弹性耦合在非中心对称磁性Weyl半金属开关这种电磁响应的能力。
A Single Pair of Weyl Fermions in Half-metallic EuCd2As2 Semimetal
具有单对Weyl点（WP）的理想Weyl半金属可以通过分裂单个狄拉克点（DP）来产生，通过磁序破缺时间反演对称性。然而，大多数已知的狄拉克半金属都具有一对沿着轴的DP，这是由晶体对称性保护的。在这里，我们证明了一对WP也可以从一对DP生成。使用第一性原理能带结构计算，我们表明，诱导铁磁性的AFM狄拉克半金属EuCd 2 As 2产生一对WP由于其半金属性质。低能量有效哈密顿量的分析表明，这种理想的Weyl半金属是在EuCd2As2中获得的，因为DP非常接近区域中心，铁磁交换分裂足够大，可以推动一对WP合并并在Gamma处湮灭，而另一对则幸存下来。此外，我们预测，与Ba在Eu位合金化可以稳定的铁磁配置，并产生一个单一的Weyl点对，而不施加磁场。
