Quantum high-frequency conductivity oscillations in graphene multilayers and nodal semimetals in a tilted magnetic field
预测了带接触线导体高频电导率的一种新的角振荡。这种效应是由费米面自交点附近的载流子群引起的,在费米面自交点附近的电子能谱近似为线性,可以用各向异性的狄拉克锥模型来描述。共振峰的振幅满足简单求和规则。由于磁场的倾斜角可以很容易地改变狄拉克锥的各向异性程度,这使得所考虑的振荡类型对于相对论效应的实验观察很有吸引力
2020-05-30 cond-mat.mes-hall
Dynamical conductivity in topological nodal-line semimetal ZrSiS
ZrSiS是一种理想的半金属半导体材料。本文采用基于第一性原理能带计算的多轨道理论模型,对ZrSiS的动态电导率进行了理论研究。我们发现,与理想狄拉克模型不同,干净极限下的动态电导率实际上不是频率无关的,而通过引入可能由无序引起的能量加宽来实现几乎平坦的依赖性。研究结果可应用于ZrSiSe、ZrSiTe、HfSiS等具有类似晶体结构的化合物。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of strain-induced axial gauge fields and intrinsic band-topology in the magnetoelectric conductivity of gapped nodal rings
Shiv Nadar Institution of Eminence (SNIoE)(希夫纳达尔卓越学院)
研究应变诱导轴向伪磁场与内在能带拓扑对有隙节点环材料磁电导率的影响,揭示其对导电张量的特征印迹。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall
Tight-Binding Model and Electronic Property of Dirac Nodal Line in Single-Component Molecular Conductor [Pt(dmdt)$_{2}$]
基于最近在单组分分子导体[Pt(dmdt)$_{2}$ ]中发现的Dirac节线,基于第一性原理计算的Wannier拟合,提出了一个三轨道紧束缚模型,并研究了边缘态、拓扑性质和磁化率等问题.我们发现,对数峰值的局域态密度出现附近的费米能量,由于伪一维边缘状态之间出现的狄拉克节线。模型计算的磁化率能较好地解释高温下的实验结果。在真实的自旋-轨道耦合存在下,我们证明了[Pt(dmdt)$_{2}$ ]是一个具有孤立电子和空穴口袋的拓扑节线半金属.
2020-12-15 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Conductivity and Pauli Susceptibility in the Presence of Electron-Electron Interactions
我们发现了具有Rashba耦合的干净二维电子系统中频率依赖的自旋霍尔电导率和磁化率之间的普遍关系:在任意两粒子自旋守恒相互作用的存在下的$σ_{sH}(Ω)= \frac{e}{(gμ_B)^2m_b}χ_\parallel(Ω)$。我们表明,库仑相互作用重整化的自旋霍尔常数。对$σ_{sH}$的相对校正的大小与库仑相互作用参数$e^2/εv_F\hbar$成比例,并且不依赖于Rashba耦合$α$的强度。
2004-07-23 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of three and two dimensional topological nodal line semimetals
拓扑节线半金属在低载流子浓度下的费米面形状特殊,导致了它们不寻常的光学和输运性质。本文利用久保公式分析了三维和二维节线半金属的线性光学响应。三维节线半金属的光学电导率是各向异性的。沿轴向(\textit{i.e.},垂直于硅环平面的方向),在低和高载流子掺杂下,Drude重量与化学势具有线性关系。对于径向方向(\textit{i.e.},平行于环形平面的方向),在从低到高的载流子浓度的过渡中,这种依赖性从线性变为二次。带间对光学电导率的贡献也是各向异性的。特别地,在大频率下,它在轴向方向上饱和到恒定值,并且沿着径向方向随着频率线性增加。在二维节线半金属中,不能诱导带间光学跃迁,对光学电导率的唯一贡献来自带内激发。相应的德鲁德重量是独立的载流子密度在低载流子浓度和线性增加的化学势在高载流子掺杂。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum geometry and low-frequency optical conductivity of nodal planes
本研究针对拓扑节面输运性质研究不足的问题,分析其量子几何与低频线性光电导,通过低能模型与紧束缚模型验证了三次幂律低频响应,并提出实验探测的候选材料。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Conductivity of Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor [Pd(dddt)$_2$]
利用紧束缚模型,研究了单组分分子导体[Pd(dddt)$_2$ ]中三维Dirac电子节线半金属的各向异性电导率.电导率显示由$σ_y > σ_x > σ_z$给出的各向异性,其与狄拉克锥的速度一致,其中$z$是层间方向,$y$是分子堆叠方向。随着压力的增加,出现节线半金属,随后是狄拉克点的环,其中$σ_x$在压力下达到最大值。通过计算态密度和化学势研究了这种压力依赖性。研究了各向异性电导率的温度依赖性,在低温下得到一个恒定的行为,这归因于狄拉克电子。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Frequency Dependent Magnetic Susceptibility and the $q^2$ effective conductivity tensor
本文基于微观形式体系,推广了晶体绝缘体的第一性原理交流磁化率推导,发现交流磁化率仅是$q^2$有效电导率张量的一部分,需结合多极矩响应张量以构成完整的规范不变响应,并广泛涉及贝里连接、曲率和量子度量等量子几何量。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Mechanism for Magneto-Thermal Conductivity Oscillations in Spin-Orbit-Coupled Nodal Superconductors
我们描述了一种机制,通过它的纵向热导率$κ_{xx}$,在面内磁场中测量,振荡作为一个功能的场角在分层节点超导体。当节点处的自旋轨道分裂大于节点散射率时,这些振荡发生,并且与先前确定的涡致振荡互补。在充分各向异性的材料中,自旋-轨道机制可能占主导地位。作为一个特殊的应用,我们专注于铜酸盐高温超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$。这种材料属于Rashba双层,其中单个CuO $_2$层缺乏反转对称性,尽管晶体本身是全局中心对称的。我们发现,自旋-轨道耦合赋予$κ_{xx}/T$的特性依赖于磁场角,应该很容易检测到实验,并认为,对于欠掺杂的样品的自旋-轨道的贡献大于涡旋的贡献。磁热导率的一个关键优点是它是自旋轨道物理的体探测器,因此对表面的反转破坏不敏感。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Many-body effects in nodal-line semimetals: correction to the optical conductivity
库仑相互作用对拓扑半金属中的物理观测值有重要影响,由于弱屏蔽,在能带接触处态密度为零。在这项工作中,我们表明,科恩的定理是不履行的单线半金属(NLSMs),这意味着非零相互作用校正的电导率。利用重整化微扰理论,我们确定了一个干净的NLSM的一阶光学电导率为$σ_{\perp \perp}(Ω) = 2 σ_{\parallel \parallel}(Ω) = σ_0 [1 + C_2 α_R(Ω)]$,其中$\perp$和$\parallel$表示垂直和平行的组件相对于节环,$σ_0 = (2 πk_0) e^2/(16h)$是在非相互作用的限制,$2 πk_0$是节环周长的电导率,$C_2 = (19-6π)/12 \simeq 0.013$是一个数值常数和$α_R(Ω)$是重整化精细结构常数的NLSM。NLSM和2D狄拉克费米子之间的类比反映在校正$C_2 α_R(Ω)$的普适特性中,它与石墨烯的普适特性完全平行。最后,我们分析了一些实验已经确定的光学电导率在NLSM,讨论了实验测量我们的结果的可能性。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Enhancement of transverse thermoelectric conductivity originating from stationary points in nodal line
基于最近在Co $_2$ MnGa,Fe $_3X$($X$ =Al,Ga)和Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$中发现的大的反常能斯特效应,我们进行了第一性原理研究,以阐明这些铁磁体中横向热电电导($α_{ij}$)增强的起源.对$α_{ij}$的本征贡献可以用费米能级附近的贝里曲率($Ω$)来理解,并且$Ω$沿着布里渊区的节线(在没有自旋轨道耦合的情况下是无隙的)非常大。我们发现,不仅外尔点,而且在能量分散的节点线的驻点起着至关重要的作用。这些稳定点在投射到节线上的态密度中形成尖锐的峰值,清楚地识别出$α_{ij}$最显著增强的特征费米能量。我们还发现,$α_{ij}/T$打破了莫特关系,并显示出一个特殊的温度依赖性在这些能量。本文的结果表明,这些不动点将为我们设计具有大反常能斯特效应的磁体提供一个有用的指导原则。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier concentrations and optical conductivity of a band-inverted semimetal in two and three dimensions
本文研究了一个简单的带隙体系的单粒子、电子输运和光学性质,该体系由一个简单的带有反转价带的两带哈密顿量描述。我们在三维(3D)和二维(2D)的情况下分析其属性。当带隙设置为零时,绝缘相变为金属相。3D情况下的金属相的特征在于节点表面。该节面等价于二维的节环。在一个简单的理论框架内,我们计算了态密度,总的和有效的载流子浓度,霍尔浓度和霍尔系数,对于二维和三维的情况。主要结果是,在本模型中,三个浓度总是彼此不同。然后,这些浓度可用于解析电子基态的性质。同样,光学电导率的计算和讨论的绝缘相。我们发现,有没有在金属相的光激发。最后,我们比较了使用联合态密度的经验法则推导计算的光学电导率。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Observation of topological nodal-line semimetal in YbMnSb2 through optical spectroscopy
测量了YbMnSb_2晶体从室温到7 K的宽频率范围内的光学性质。随着温度的降低,电导率谱在300cm ~(-1)附近出现了一个平坦区,不能用Drude-Lorentz模型来描述。必须引入与频率无关的分量来对所测量的光学电导率进行建模。我们的第一性原理计算表明YbMnSb 2在费米能级附近有一个Dirac节线。测量的光学性质和计算的电子能带结构之间的比较表明,频率无关的光学电导率分量产生的狄拉克节线附近的带间跃迁,从而表明,YbMnSb 2是狄拉克节线半金属。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal DC Conductivity in Dirac Nodal Line Semimetals: Intrinsic and Extrinsic Contributions
该研究针对破坏PT对称性的狄拉克节线半金属体系,采用量子动力学技术分析带间效应下纵向直流电导率的本征与非本征分量,揭示了不同化学势下两类贡献的主导规律及高化学势下的饱和特性。
2024-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Zeeman-splitting-induced Topological Nodal Structure and Anomalous Hall Conductivity in ZrTe$_5$
利用第一性原理计算得到的紧束缚(WFTB)模型,研究了三维ZrTe $_5$在塞曼分裂驱动下的拓扑结结构随外磁场(B)方向的变化.已知小的外部刺激可以驱动3D ZrTe $_5$进入包括狄拉克半金属的不同拓扑相。为了强调塞曼分裂的影响,我们考虑了三维ZrTe $_5$在一个强TI阶段与一个小的带隙。随着塞曼分裂大于带隙,WFTB模型表明,当B场与晶体$a$或$b$轴对齐时,形成由(滑移)镜像对称性保护的I型节环,否则,当导带和价带接触时,形成一对I型Weyl节点。我们表明,一对外尔节点可以通过形成一个节点环消失,而不是需要两个外尔节点相反的手征走到一起。有趣的是,当B场沿$c$轴施加时,从顶部两个价带的交叉处出现II型节环。当B场在$bc$平面内旋转时,该节环裂开形成II型外尔节点。比较WFTB模型和线性化的$k \cdot p$模型,发现后者在某些B场方向上的不足。进一步,利用WFTB模型,我们数值计算了由Berry曲率引起的本征反常霍尔电导率${σ_{ac}}$随化学势和B场方向的变化。我们发现,当B场在$ab$平面内从$a$轴倾斜时,${σ_{ac}}$突然增加。我们的WFTB模型也显示出显着的异常霍尔电导率引起的避免能级交叉,即使在没有外尔节点。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport of disordered Weyl semimetals at the nodal point
外尔半金属是三维拓扑无隙相的典范。我们在这里解决的影响,无序的电荷传输外尔半金属。对于能量在简并点且没有相互作用的单个外尔节点,理论预测存在临界无序强度,超过该临界无序强度,态密度呈现非零值。然而,对电导率的预测是有分歧的。在这项工作中,我们提出了一个无序的Weyl锥在零能量输运性质的数值研究。对于弱无序,我们的结果是一致的重整化群流到一个有吸引力的pseudoblastal不动点与零电导率和尺度无关的电导,为更强的无序扩散行为达到。我们确定的Fano因素作为一个签名,区分这两种制度。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic susceptibility of topological semimetals
我们给出了一个评论的理论和实验结果有关的外尔,狄拉克,和磁线半金属的磁化率。特别是,依赖于化学势,温度和磁场的大小的磁化率进行了讨论。所提出的结果表明,磁化率的特定功能可以作为拓扑半金属的标志,因此磁测量可以在调查这些材料是有用的。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall
Topological nodal semimetals
我们提出了一个研究“节点半金属”阶段,其中非简并的导电带和价带接触点(“外尔半金属”)或线(“线节点半金属”)在三维动量空间。我们讨论了一个一般的方法,这样的国家之间的正常绝缘体(NI)和拓扑绝缘体(TI)的临界点的扰动,打破时间反转(TR)或反转对称。我们给出了一个明确的模型实现的两种类型的国家在一个NI-TI超晶格结构的TR对称性破缺。外尔半金属和线-节点半金属都具有拓扑保护的表面态,尽管在线-节点的情况下,必须施加一些额外的对称性来保持这种拓扑保护。在外尔半金属的情况下,边缘态具有“费米弧”的形式:这些是手征无隙边缘态,存在于动量空间中的有限区域中,由体外尔节点的动量空间分离决定。边缘态的手征特征导致有限的霍尔电导率。相比之下,线节点半金属的边缘状态是“平带”:这些状态在二维边缘布里渊区的子集中近似无色散,由线节点在边缘平面上的投影给出。我们讨论了不寻常的节点半金属的输运性质,并特别指出量子临界样缩放的DC和光学电导率的Weyl半金属,和石墨烯的导电性的相似之处,在线节点的情况下。
2011-12-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect and optical magneto-conductivity of two-dimensional topological nodal-line semimetals
本文研究了带隙二维节线半金属在垂直磁场下的反常Landau能级结构,利用Kubo形式解析计算其纵向和Hall电导率,发现Chern数摆动产生起伏Hall平台及纵向光学电导率呈现Shubnikov-de Haas振荡。
2024-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interband response in spin-orbit coupled nodal line semimetals
SRM University AP(SRM大学AP分校)
本研究探讨了自旋轨道耦合对拓扑半金属中能带电导率的影响,揭示了杂质驱动的各向异性响应及可调过渡峰的形成机制。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Effects of disorder on the transmission of nodal fermions through a d-wave superconductor
已知脏d波超导体的体微波电导率敏感地取决于无序势的范围:长程散射增强电导率,而短程散射没有影响。在这里,我们表明,正常金属d波超导体正常金属结的三端电导具有双重行为:短程散射抑制电导,而长程散射没有影响。
2011-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optical conductivity of topological semimetal Nb$_{2n+1}$Si$_n$Te$_{4n+2}$
Chungbuk National University(忠北国立大学)
研究拓扑半金属Nb$_{2n+1}$Si$_n$Te$_{4n+2}$的线性光学导电性,揭示零温下导体重量的各向异性及低频范围内干涉带导电性的频率依赖性。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall
Electric Transport of Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了声子散射对单组分分子导体[Pd(dddt)$_2$ ]电导率的影响(dddt = 5,6-二氢-1,4-二噻英-2,3-二硫醇盐),通过在具有狄拉克锥的二维模型中应用先前的计算[Phys. Rev. B { \bf 98},161205(2018)],其中由杂质散射引起的电输运表现出狄拉克锥和声子散射的显著相互作用,导致电导率随着温度的升高而达到最大值。导体显示出节线半金属,其中HOMO(最高占据分子轨道)和LUMO(最低占据分子轨道)的带交叉提供了位于费米能量附近的狄拉克点的环,随后是类似于二维狄拉克锥的态密度(DOS)。使用紧束缚(TB)模型[arXiv:2008.09277],这是使用从最近的X射线衍射实验在压力下观察到的晶体结构,它表明,所获得的电导率合理地解释了异常行为[Pd(dddt)$_2$ ]表现出几乎温度无关的电阻率在有限的温度。本文论证了有限温度下声子散射对狄拉克电子电导率的重要作用。本文将电导率的理论计算结果与实验结果进行了比较。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Toroidal Fermi-surface geometry and phonon-limited transport in nodal-line semimetals
City St George’s, University of London(伦敦大学城市圣乔治学院)
研究节点线半金属中拓扑费米面几何对电子-声子散射主导的准粒子衰减率和直流电导率的影响,揭示了中间温度窗口内温度依赖关系及低温高温极限行为。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response of nodal-line semimetals: probe of the Fermi surface topology
我们在半经典玻尔兹曼理论框架下研究了三维三线半金属的低温热电性质。考虑到电子与散射剂的短程相互作用,计算了各向异性弛豫时间,得到了相对于中线平面沿径向和轴向的电荷电导率和热电势。随着载流子浓度的增加,费米面的形状从环面到椭球面的拓扑转变是热电势的急剧变化。对弛豫时间的能量和方向依赖性的适当处理是观察热电性质中费米面拓扑转变的必要条件。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall
Anisotropic optical conductivities of Model Topological nodal-line Semimetals
本研究通过可调参数α的模型哈密顿量,利用Kubo公式计算节线半金属的光电导,推导纵向分量的半解析表达式,并分析带隙与化学势变化对光谱权重及热容的影响。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Dispersive Drumhead States in Nodal-Line Semimetal Junctions
本文研究节线半金属与绝缘体或不同半径节环半金属的平滑界面,用低能有效模型证明存在二维零能级和色散界面态,并给出光电导与红外吸收探测方案。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall
Measurement of the surface susceptibility and the surface conductivity of atomically thin $\rm MoS_2$ by spectroscopic ellipsometry
我们展示了如何正确地从椭圆偏振数据中提取描述单层$\rm MoS_2$的光学性质的表面磁化率和表面电导率。理论上,这些参数源于将单层二维晶体建模为表面电流,一个真正的二维模型。目前的实验实践是考虑这个模型等效于一个均匀的板与剥离的散装材料的层间距给出的有效厚度。我们证明,单层$\rm MoS_2$的表面磁化率的评价中的误差,由于使用的平板模型,是至少10%或更大,在确定这种材料的光学性质的显着差异。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unconventional magnetoelectric conductivity and electrochemical response from dipole-like sources of Berry curvature
Shiv Nadar Institution of Eminence (SNIoE)(Shiv Nadar卓越机构)
研究通过半经典玻尔兹曼方法,分析了三种半金属体系中 Berry 曳度偶极子源对磁电导率和电化学响应的影响。
2026-11-04 cond-mat.mes-hall hep-th
Geometrical interpretation of Hall conductivity in metals
本文利用费米面曲率对金属弱场霍尔电导率给出几何解释,并在附录中围绕 Peierls 面积因子讨论轨道磁化率与磁导率。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall
Transport and optics at the node in a nodal loop semimetal
我们使用Kubo形式主义来计算A.C.导电性和直流输运性质的脏节环半金属。作为光子能量$Ω$的函数的光学电导率表现出如在石墨烯中的扩展的平坦背景$σ^{BG}$,只要散射率$Γ$与节环$b$的半径(以能量单位计)相比是小的。对$Ω\le Γ$的恒定背景进行了修正,发现最小直流电导率$σ^{DC} $与$Ω\rightarrow0$成正比,其中$v_{F}$为费米速度。对于$b=0$,我们恢复了已知的三维点节点狄拉克结果$σ^{DC}\sim \fracΓ{v_{F}}$,而对于$b>Γ$,$σ^{DC}$变得独立于$Γ$(通用)和比率$\frac{σ^{DC}}{σ^{BG}}=\frac{8}{π^2}$,其中所有对材料参数的引用都被删除。由于$b$减少,并成为$Γ$的顺序,平坦的背景是失去了光学响应朝着一个三维的点节点狄拉克半金属,这是线性的$Ω$的清洁限制。对于有限的$Γ$,在光子区域$Ω\le Γ$中存在线性的修改。当化学势$μ$(温度$T$)不为零时,直流电导率随着$μ/Γ$ $(T/Γ)\le 1$的$μ^2/Γ^2$($T^2/Γ^2$)而增加。对于远离节点区域的$μ>Γ$的较大值,电导率显示出关于$Ω\approxeq 0$的Drude样贡献,随后是泡利阻塞区域$Ω\le 2μ$中的下降,之后它增加到与$μ< b$的平坦背景(二维石墨烯样)合并,以及$μ> b$的准…
2017-05-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Reshaping the anomalous Hall response in tilted 3D system with disorder correction
针对节点线半金属反常霍尔电导率研究的复杂性,本文基于量子动力学理论和弱无序极限分析倾斜三维狄拉克NLSMs的带内/带间贡献,发现带间部分主导净响应,倾斜打破反转对称性使其非零,且倾斜与化学势竞争在特征频率处产生拐点,无序外禀贡献主导本征带间贡献。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall
Quantized Hall conductance in 3D topological nodal-line semimetals without chiral symmetry
针对三维量子化霍尔电导长期未解的问题,本文在无手性对称的拓扑节线半金属中证明鼓面表面态可产生量子化霍尔效应,并给出Kubo数值验证及区分表面与体态贡献的实验方案。
2024-01-27 cond-mat.mes-hall
Direction-dependent magnetoelectric conductivity from dipolar topological semimetals
Shiv Nadar Institution of Eminence(希夫纳达尔卓越机构)
本研究计算了涡旋节线环和霍普夫半金属的磁电导率,发现偶极贝里曲率产生方向依赖的奇次磁场响应,区别于单极型半金属。
2026-10-21 cond-mat.mes-hall hep-th
Direction-dependent linear response for gapped nodal-line semimetals in planar-Hall configurations
Shiv Nadar Institution of Eminence (SNIoE)(Shiv Nadar卓越机构)
研究平面霍尔配置中存在方向依赖性的线性响应,揭示有隙节点线半金属的拓扑特性,通过 Berry 曲率和轨道磁矩非零值展示其独特响应特征。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall hep-th
Thin Films of Topological Nodal Line Semimetals as a Candidate for Efficient Thermoelectric Converters
热电材料由于其在发电机和冰箱等方面的广泛应用而引起人们的广泛兴趣。热电材料的效率通过品质因数来量化,并且期望大于1的数值。为了实现这一点,需要大的塞贝克系数和低的声子热导率。我们表明,这可以实现与拓扑节线半金属的薄膜。我们还讨论了温度梯度引起的关联效应和自旋电流。所得结果为热电材料的改进提供了参考。
2021-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoconductivity of two-dimensional Dirac cones and gapped nodal-rings under impurity-potentials in the ultraquantum limit
Shiv Nadar Institution of Eminence (SNIoE)(Shiv Nadar卓越机构)
研究二维狄拉克锥和GNRs在垂直磁场下量子极限时杂质势作用下的直流磁导率,采用久保 - 巴斯汀形式计算输运系数,揭示了两系统不同的输运特征,为GNRs磁输运实验提供理论框架。
2026-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Thermoelectric Hall Effect at High-Magnetic-Field Quantum Limit in Graphite as a Nodal-Line Semimetal
研究了节线为直线的半金属材料在强磁场下的热电效应。三维Dirac/Weyl半金属在高磁场量子极限下表现出恒定的热电霍尔电导率,导致Seebeck系数无限线性增加。这被称为量子化热电霍尔效应(QTHE),并有望在低温下产生高性能热电。在这里,除了狄拉克/外尔半金属,我们证明了三维半金属与直的节线也可以表现出QTHE高磁场下。作为实验验证的候选材料,我们讨论了块状石墨的热电性能。此外,我们还研究了薄膜石墨中热电向二维行为的维度交叉。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Signatures of Dirac Nodal-lines in NbAs$_2$
利用偏振光和磁光光谱,我们已经证明了普遍的方面与狄拉克电磁线电动力学。我们研究了NbAs $_2$的各向异性电动力学,其中自旋-轨道相互作用沿着谱线触发能隙,这在电导谱中表现为尖锐的台阶。我们从实验和理论上证明了二维狄拉克位移线具有线性标度$σ_1 (ω)\simω$,类似于三维狄拉克位移点。大量狄拉克性质的磁光数据,这也可能是理论上预测的表面状态的指示证实的磁线。光学数据也为NbAs $_2$中的巨磁电阻提供了一个自然的解释。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable Weyl Points in Periodically Driven Nodal Line Semimetals
Weyl半金属和节线半金属分别在零维点和一维线上具有线性带接触。我们预言,圆偏振光驱动节线半金属成为外尔半金属。由此获得的Floquet Weyl点可由入射光调谐,这使得能够以高度可控的方式对它们进行研究。从节线半金属到外尔半金属的过渡伴随着一个大的和可调的反常霍尔电导率的出现。我们的预测是实验测试的薄膜样品中的传输测量或泵浦探测角分辨光电子能谱。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Role of Velocity Field and Principal Axis of Tilted Dirac Cones in Effective Hamlitonan of Non-Coplanar Nodal Loop
本文研究了单组分分子导体[Pd(dddt)_2]中的节线,以理解非共面环上的倾斜狄拉克锥。在以前的工作[J。87,113701(2018)],基于我们的第一原理能带结构计算,在节环上的相应狄拉克点处计算圆锥的速度,这是一种用2 x 2矩阵导出有效哈密顿量的新方法。然而,节线上的狄拉克锥仅在对称点处完全再现。在本文中,我们表明,我们的改进方法很好地再现了所有的狄拉克锥的合理行为和一个非常小的能量色散的6~meV之间的狄拉克点。利用导带和价带间能隙函数的主轴,给出了速度沿节线的变化。此外,使用这样的有效哈密顿量计算的状态密度接近的化学势和轨道磁化率。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic higher-order nodal lines
节线作为动量空间中的一维能带简并,通常具有线性能量分裂。在这里,我们提出了磁高阶节线的概念,它是高阶能量分裂的节线,并实现在时间反演对称性破缺的磁系统中。我们提供了稳定磁二次和三次节线的充分对称条件,在此基础上构造了具体的格点模型来证明它们的存在。与磁二次系统中的对应物不同,磁二次节线可以作为费米能级上唯一的带简并而存在。我们发现,这些节线可以伴随着环面表面状态,形成一个表面带,跨越整个表面布里渊区。在对称性破缺下,这些磁节线可以转化为各种有趣的拓扑态,如三维量子反常霍尔绝缘体、多重线性节线、磁性三重外尔半金属等。三维量子反常霍尔绝缘体的特征在于霍尔电导率$σ_{xy}$,其以$e^2/(hd)$为单位量化,其中$d$是垂直于$x$ - $y$平面的晶格常数。我们的工作揭示了以前未知的拓扑状态,并提供指导,以寻找他们在现实的材料系统。
2021-01-29 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
Transport properties in non-Fermi liquid phases of nodal-point semimetals
本文综述了节点半金属非费米液体相的输运性质计算进展,介绍了适用于零温的Kubo形式和适用于有限温度的memory matrix方法,并将其应用于三维Luttinger半金属的LAB相,分析了电导率、热响应、Raman响应等多种物理量。
2024-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase diagrams of disordered Weyl semimetals
外尔半金属是一种准拓扑无隙材料,其费米面由一组孤立的节点构成。它们的准拓扑特性表现在一系列的拓扑电磁响应中,包括反常的霍尔效应。在这里,我们研究Weyl半金属的无序的影响,同时监测他们的节点/半金属和拓扑性质,通过计算的本地化长度和霍尔电导率。我们研究三种不同的晶格紧束缚模型,实现Weyl半金属在他们的相图的一部分,并寻找通用的功能,是共同的所有模型,和有趣的区别特征,每个模型。我们提出了详细的相图,这些模型的大系统尺寸,我们发现,弱无序保留节点的扩散限制,但不影响霍尔电导率。我们表明,霍尔电导率的趋势是一致的有效的图片,其中无序导致外尔节点移动的布里渊区内沿一个特定的方向,确定性地依赖于模型的属性和相邻的相位外尔半金属相。我们还发现了一个不寻常的(非量子化)异常霍尔绝缘体相,它只能存在于存在的障碍。
2016-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect and Diamagnetism of Anisotropic Dirac Electrons in Solids
研究了固体中Dirac电子共有的有效哈密顿量--各向异性Wolff哈密顿量的自旋霍尔电导率$σ_{{\rm s}xy}$和轨道磁化率$χ$.结果表明,对于$σ_{{\rm s}xy}$和$χ$,各向异性的影响只出现在前因子中,前因子表示为能量色散的高斯曲率,其函数形式与各向同性Wolff哈密顿量的函数形式等价.结果表明,在绝缘态下自旋霍尔电导率与轨道极化率之间的关系式$σ_{{\rm s}xy}=(3mc^2/\hbar e)χ$,首次在各向同性Wolff哈密顿量下得到,同样适用于各向异性Wolff哈密顿量.在此基础上,用轨道磁化率的大小估算了铋及其锑合金的自旋霍尔电导率的大小,理论与实验符合较好.自旋霍尔电导率的大小与$eσ_{{\rm s}xy} \sim 10^4 Ω^{-1}{\rm cm}^{-1}$一样大,约为Pt的100倍。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Quantized thermoelectric Hall plateau in the quantum limit of graphite as a nodal line semimetal
本研究通过在同一块单晶石墨上开展电与热电输运测量,观测到量子极限下热电霍尔电导率$\alpha_{xy}$的温度线性依赖平台,实验证实了节线半金属中量子化热电霍尔效应的理论预言。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Anomalous Hall Effect in Kagome Nodal Surface Semimetal Fe$_3$Ge
本研究在Kagome磁体Fe$_3$Ge中观察到巨反常霍尔效应,其反常霍尔电导率达1500 $Ω^{-1}$cm$^{-1}$,为Kagome拓扑材料中最高,为自旋电子学和量子计算应用提供新平台。
2025-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci