Universal phase transition and band structures for spinless nodal-line and Weyl semimetals
研究了无自旋拓扑线半金属与Weyl半金属之间的一般相变。我们根据拓扑节点线的位置和形状将其分为两种类型，其相变取决于它们的类型。我们证明，当节线包含时间反转不变动量（A型节线）时，拓扑节线半金属通过打破时间反转对称性而成为外尔半金属。我们还讨论了晶体学对称性决定的拓扑线半金属的能带结构的效果。由于对称性的保护，拓扑线半金属可以转变为无自旋的Weyl半金属，或者在反转对称性破缺后，在许多晶体中保持节线。
2017-09-02 cond-mat.mes-hall
Starfruit-like nodal semimetal to Dirac and Weyl semimetal state in CaAuAs
在没有自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，发生在镜像平面上的带交叉被迫在动量空间中形成节环。在存在其他等效镜像平面的情况下，多个这样的节环可以组合形成有趣的中间链路结构。在这里，基于第一性原理计算和有效的$\mathbf{k.p}$模型分析，我们发现，CaAuAs主机在体电子色散在SOC的情况下，一个独特的starfruits样的mandal-link结构。这个mandal-link是由三个节环，它们彼此交叉的时间反演不变的动量点$A$。当SOC被打开时，节点环被打开，导致稳定的狄拉克半金属状态，在布里渊区中沿着$\mathrm{Γ-A}$方向具有一对狄拉克点。狄拉克点由时间反演、反演和$C_3$旋转对称性的组合来保护。我们展示了如何系统地消除对称性约束产生外尔半金属和最终的拓扑绝缘体状态。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetothermopower of nodal line semimetals
该研究针对节线半金属的磁热电势展开，计算了其任意温场下的塞贝克和能斯特系数，发现强磁场下会产生与磁场线性相关且低温下不随温度变化的大热电势，为高效低温热电材料研发提供新方向。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rules for Phase Shifts of Quantum Oscillations in Topological Nodal-line Semimetals
节线半金属是拓扑半金属，其中带接触形成节线或环。在一个包围着节线的环周围，电子可以积累一个非平凡的$π$ Berry相位，所以舒布尼科夫-德哈斯（SdH）振荡中的相移可能给出了半金属的输运特征。然而，不同的实验报道了矛盾的相移，特别是在WHM半金属（W=Zr/Hf，H=Si/Ge，M=S/Se/Te）中。对于一般的半金属材料模型，我们给出了在垂直于半金属材料表面的磁场作用下电阻率SdH振荡的系统计算。从电阻率的分析结果，我们提取的一般规则，以确定任何情况下的相移，并将其应用到ZrSiS和Cu $_3$ PdN系统。根据磁场方向、载流子类型和费米表面的截面，相移显示出丰富的结果，与正常电子和外尔费米子的结果截然不同。我们的结果有助于探索拓扑线半金属的输运特征，并可以推广到其他拓扑相的物质。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective modes in nodal line semimetals
近年来，节线半金属在凝聚态物理中引起了广泛的兴趣。我们发现，它们独特的能带结构可以通过测量集体模式来检测。特别地，我们发现等离子体频率$ω_p$对电子密度$n$的依赖性在长波长极限下遵循$ω_p \sim n^{1/4}$定律。我们的研究结果将是有用的，在正在进行的搜索新的候选人的节线半金属。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Electric polarization in magnetic topological nodal semimetal thin films
从理论上研究了磁拓扑节结半金属薄膜的电极化的强度。在磁性掺杂的拓扑绝缘体中，一旦交换耦合超过带隙，就会出现拓扑节点半金属相。改变磁化方向，调制系统的节点结构，使系统成为拓扑节点或线半金属。我们发现节线半金属具有非线性的电极化的强度，这在节点半金属中是没有的。非线性响应源于表面态的存在。屏蔽效应自洽地包含在平均场近似中，并且即使在屏蔽效应存在的情况下也观察到非线性的电极化的强度。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall
Strong disorder in nodal semimetals: Schwinger-Dyson--Ward approach
自洽玻恩近似定量地不能捕捉半金属中的无序效应。我们提出了一种替代的，简单易用的非微扰方法来计算的无序诱导的自能。它需要一个足够的扩大准粒子极点和解决方案的微分方程的虚频率轴。我们证明了我们的方法的性能为各种范式半金属哈密顿和比较我们的结果精确的数值参考数据。对于中等和强无序，我们的方法产生定量正确的动量分辨结果。因此，它是补充现有的RG治疗弱无序半金属。
2019-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spinless hourglass nodal-line semimetals
节线半金属是拓扑半金属的一种，在带隙闭合的节线上具有简并性。在许多情况下，节线是偶然出现的，在这种情况下，仅仅从晶体的对称性和电子填充是不可能确定节线是否出现的。在本文中，对于无自旋系统，我们表明，在特定的空间群在$4N+2$填充（$8N+4$填充，包括自旋自由度），存在的节线是必需的，无论系统的细节。在这里，无自旋系统是指自旋轨道耦合可以忽略不计，并且由于SU（2）自旋简并，自旋自由度可以省略的晶体。在这种情况下，这些节线周围的能带结构的形状就像一个沙漏，我们称之为无自旋沙漏型半金属。我们构造了一个模型哈密顿量作为一个例子，我们表明，它总是在无自旋的沙漏形线半金属相，即使当模型参数的变化，而不改变系统的对称性。我们还建立了所有中心对称空间群的列表，在这些空间群下，无自旋系统总是有沙漏形的节线，并说明了节线的位置。我们认为Al $_3$ FeSi $_2$是由这种机制产生的一种半金属。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kerr effect in tilted nodal loop semimetals
研究了倾斜节环半金属的旋光性。我们计算了完整的电导率矩阵的能带结构包含一个节环与可能的倾斜在$x-y$平面，这使我们能够研究克尔旋转和椭圆率为薄膜和散装材料。我们发现在克尔信号的签名，提供有关的倾斜速度和方向，节环的半径和系统的内部化学势的直接信息。这些研究结果应作为指导，以了解光学测量的节环半金属，并作为一个额外的工具来表征它们。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering second-order nodal-line semimetals by breaking $\mathcal{PT}$ symmetry and periodic driving
拓扑线半金属具有独特的鼓面表面态，并被节点线包围，表现出新颖的输运现象。因此，对具有不同线结构的拓扑半金属的探索引起了人们的广泛关注。本文首先在$\mathcal{PT}$对称破缺系统中发现了铰链费米弧和鼓面表面态共存的二阶节线半金属（SONLS）。然后，在不改变固有参数的情况下，我们人为地创建异国情调的混合顺序的半金属主办的不同quasienergy gap和丰富的半金属线结构，包括节点链，交叉环节点网，交叉线节点，节点网通过应用我们的SONLS周期性驱动。Floquet等对SONLS有序结构和多线结构的高度可调性设计，丰富了拓扑半金属的分类，为进一步探索其应用奠定了基础。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall
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
Weak Localization and Antilocalization in Nodal-Line Semimetals: Dimensionality and Topological Effects
新材料，如半导体半金属，为新的传输现象提供了独特的环境。在这里，我们计算的量子修正的电导率在一个无序的半金属。环面形状的费米面和由节环携带的环绕的$π$ Berry通量导致电子扩散的有效维数和能带拓扑之间的迷人的相互作用，这取决于杂质势相对于节环尺寸的散射范围。对于短程杂质势，后向散射由不环绕节环的干涉路径主导，产生3D弱局域效应。相比之下，对于长程杂质势，电子有效地在各种2D平面中扩散，并且后向散射由包围节环的干涉路径主导。后者，导致弱反局域化与二维标度律。我们的结果是一致的对称性考虑，其中两个政权对应的正交和辛类，分别。此外，我们提出了在低温下的实际实验参数的弱场磁导率的计算，并预测明确的标度签名$\propto\sqrt{B}$和$\propto -\ln B$，分别。通过调节费米能级，可以探测到3D弱定域和2D弱反定域之间的交叉，从而给出了该半金属的独特输运特征。
2019-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Phase diagram of a magnetic topological nodal semimetal: Stable nodal line in an easy-plane ferromagnet
研究了铁磁拓扑节块半金属的拓扑相图。我们考虑了三维铁磁有序拓扑绝缘体的晶格模型。磁化强度和电子自旋之间的交换耦合导致节点能带结构。节点能带结构的拓扑结构取决于磁化方向，并且出现外尔点和节点线。我们发现，在适当的模型参数下，易平面磁化下的节线结构是稳定的。在这种情况下，节线相作为两个拓扑上不同的外尔半金属相之间的相边界出现。
2019-04-27 cond-mat.mes-hall
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Nodal-chain Semimetal State in MgCaN2
拓扑半金属中带交叉的明显过度倾斜产生了Dirac/Weyl和非线性线费米子的I型和II型分类，伴随着奇异的电子和磁性输运性质。在这项工作中，我们提出了一个概念的混合链半金属，这是确定的连接型I和型II节环的布里渊区。基于第一性原理计算和群体智能结构搜索技术，提出了一种新的三元氮化物MgCaN 2晶体，作为实现新型三维混合晶链态的第一候选晶体.值得注意的是，一个平坦的带是涌现的，作为这样一个混合的半金属链沿一定方向在动量空间中的特征签名，从而服务于一个平台，探索拓扑半金属态和平坦带之间的相互作用。此外，通过计算镜像Z2不变量和建立k.p有效哈密顿量，揭示了混合链的潜在保护机制。此外，相当多的鼓面状的表面状态与独特的连接模式示出，以确定非平凡的带拓扑结构，这可能是由未来的实验测量。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Nodal Line Semimetals in CaP3 family of materials
我们提出CaP3族材料，包括CaP3，CaAs3，SrP3，SrAs3和BaAs3，可以具有三维拓扑节线半金属态。基于第一性原理计算和kp模型分析，我们发现在费米能级附近存在一个封闭的拓扑节线，当能带反转发生时，时间反转和空间反转对称性的共存保护了该节线.在这些材料的c方向表面上也得到了鼓面状的表面态。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Dirac Nodal Links in Centrosymmetric Semimetal TiB$_2$
拓扑线半金属态是各种拓扑量子相的肥沃土壤，当某种保护对称性破缺时，可以实现拓扑绝缘体、狄拉克半金属或外尔半金属，但只在极少数材料中进行了实验研究。与离散节点相比，具有丰富拓扑结构的节线可以导致更不寻常的输运现象。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，在这里，我们提供了令人信服的证据，在中心对称的半金属TiB $_2$中的非线性费米子的自旋轨道耦合效应可以忽略不计。在费米能级以下的能带交叉处，可以清楚地观察到两组狄拉克结环，一组围绕水平镜面$σ_h$中的布里渊区（BZ）拐角，另一组围绕垂直镜面$σ_v$中的BZ中心，而不受其他能带的干扰。形成狄拉克节环的线性色散宽达2 eV。我们进一步观察到，两组节点环沿$Γ$ - $K$方向连接在一起，构成了一个中间链路配置。TiB $_2$具有简单的电子结构，Dirac节链主要构成费米面，这表明TiB是研究和应用与非线性费米子相关的新物理性质的重要平台。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity-induced resonant states in topological nodal-line semimetals
节线半金属的特征在于一种拓扑非平凡的体带交叉，产生几乎平坦的表面态。然而，表面状态的直接证据仍然缺乏。本文基于T-矩阵方法，从理论上研究了拓扑半导体中的杂质效应。结果表明，对于体杂质，在杂质位附近可以诱导出带隙内态，而可见共振杂质态只能在一定的杂质势强度下才能存在。对于表面杂质，在很宽的杂质势范围内存在鲁棒的共振杂质态。这种强大的共振态源于拓扑保护的弱色散表面态，这可以通过扫描隧道显微镜探测，提供了一个强大的签名的拓扑表面态的半金属线。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological piezoelectric effect and parity anomaly in nodal line semimetals
晶格变形作为有效轴向矢量场作用于狄拉克材料的低能激发。这允许通过对轴向规范场的响应来直接检测狄拉克材料的量子异常。研究了Dirac节线半金属中晶格振动引起的宇称反常，建立了拓扑压电效应，即，周期性晶格变形产生横向于变形场的拓扑霍尔电流。由这种压电效应引起的电流是无耗散的，其大小完全由节环的长度决定，导致半量子化的输运系数。我们的理论建议可以在实验上实现在各种节线半金属，如CaAgP和Ca $_{_3}$ P ${_2}$。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Quasiparticle interference and resonant states in normal and superconducting line nodal semimetals
我们研究了线结半金属的正常和d波超导态中的杂质散射，并表明，由于表面上的杂质可获得额外的散射相空间，准粒子干涉图案获得了扩展的字符，而不是离散的δ函数峰的集合。此外，使用的T-矩阵形式主义，我们证明了传统的行为的标量杂质在d波超导体的表面上的线结半金属在准平带极限。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological Nodal Chains and Transverse Transports in Ferromagnetic Centrosymmetric Semimetal FeIn2S4
该研究从理论上揭示铁磁中心对称半金属FeIn₂S₄是受非简单对称性保护的节线链半金属，其节线链抗自旋轨道耦合，兼具鼓面表面态与闭合费米弧，且节线环贡献大的反常霍尔与能斯特电导率，为磁性拓扑态与横向输运研究提供平台。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal vacancy bound states and resonances in three-dimensional Weyl semimetals
本文分析了立方$\mathcal{T}$对称Weyl半金属中存在原子级空位缺陷时的电子结构。孤立的空缺，以产生节点的束缚态与$r^{\scriptscriptstyle -2}$渐近的尾巴，即使当沉浸在一个弱无序的环境。这些状态表现为显着增强的节点密度的状态，作为缺陷的浓度增加，重塑成一个节点的峰值，是由空位间杂化扩大成梳状卫星共振在有限的能量。我们的研究结果建立点缺陷的弹性散射，导致非平凡的修改Weyl半金属的电子结构的一个重要来源。
2022-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Nodal surface semimetals: Theory and material realization
本文从理论上研究了具有晶体对称性保护的节面的三维拓扑半金属。与人们熟知的点半金属和线半金属不同，在这些材料中，导带和价带在布里渊区的封闭节面上交叉。我们提出了不同类别的节面，无论是在存在和不存在的自旋轨道耦合（SOC）。在没有SOC的情况下，一类节点表面可以通过时空反演对称性和亚晶格对称性来保护，并通过$\mathbb{Z}_2$指数来表征，而另一类节点表面则通过非对称的二重螺旋旋转对称性和时间反演对称性的组合来保证。我们表明，SOC的包含将破坏前一类节点表面，但如果反转对称性被破坏，则可以保留后者。我们进一步推广的结果，磁有序系统，并表明，保护节点表面也可以存在于磁性材料中没有和SOC，给定一定的磁群对称性要求得到满足。通过第一性原理计算，对几个具体的金属表面材料实例进行了预测。讨论了多节面材料的可能性。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Classification of reflection symmetry protected topological semimetals and nodal superconductors
虽然绝缘体、半金属和超导体在非空间对称性方面的拓扑分类是很好理解的，但对晶体对称性（如镜面反射和旋转）保护的拓扑状态知之甚少。在这项工作中，我们系统地分类拓扑半金属和节点超导体的保护，不仅由非空间（即，全球）对称，而且还通过晶体反射对称。我们发现这种分类主要取决于（i）半金属（超导体）的费米面（节点线或节点）的余维，（ii）镜像对称与非空间对称是交换还是反交换，以及（iii）费米面（节点线或节点）在镜像反射和非空间对称下如何变换。该分类是通过检查所有可能的可添加到布洛赫或Bogoliubov-德Gennes哈密顿量在一个给定的对称类，并明确推导出拓扑不变量允许的质量项。我们讨论了反射对称保护的拓扑半金属和节点超导体的几个例子，包括具有镜像$\mathbb{Z}_2$数的拓扑晶体半金属和具有镜像绕组数的拓扑晶体节点超导体。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic susceptibility of topological nodal semimetals
从理论上研究了拓扑Weyl、II型Weyl、Dirac和线结半金属的磁化率。发现了这种磁化率与化学势、温度、磁场的方向和大小的关系，结果表明磁性测量在研究这些半金属中是非常有用的。作为例子，我们计算了Cd $_3$ As $_2$、Na $_3$ Bi和Ca $_3$ P $_2$的磁化率。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nodal line semimetals with chiral symmetry
本文证明三维拓扑非平凡的手征对称类（AIII、CII、CI、DIII）必然存在稳定的拓扑节线半金属相，并指出该分类对无能隙表面态有直接意义。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
Surface magnon spectra of nodal loop semimetals
本文建立节线环半金属鼓膜表面态体拓扑结构与磁性质的联系，识别表面态磁性特征，用平均场方法计算磁振子谱，并指出机械形变驱动的类Lifshitz转变与磁特性的微妙关联，可通过自旋极化电子能量损失谱验证。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Topological Nodal Line Semimetals
本文研究了具有磁有序和强自旋轨道相互作用的三维节线半金属。提出了两类不同的磁非线性同步模型。第一类是带反转NLSM，其中偶然线节点由带反转引起，并由滑移镜像平面和时间反转和反转对称性组合局部保护。这可以看作是二维反铁磁狄拉克半金属的平凡堆叠。第二类是基本非线性对称模型，其中节点特征由特定的磁对称群填充。我们进一步提供了两个具体的紧束缚模型的磁性NLSM属于这两个不同的类，分别。最后，我们简要讨论了可能的物质场所和实验的影响，这样的阶段。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Topological nodal-line semimetals in alkaline-earth stannides, germanides and silicides
基于第一性原理计算和有效的哈密顿量分析，系统地研究了碱土金属化合物$AX_2$（$A$ =Ca，Sr，Ba; $X$ =Si，Ge，Sn）的电子和拓扑性质.以BaSn $_2$为例，我们发现当忽略自旋-轨道耦合时，这些材料是三维拓扑线半金属，其特征是在三维动量空间中具有蛇形节环。在（001）面上，根据表面终止方式的不同，在环圈的内部或外部出现鼓面状表面态，而在（010）面上则出现复杂的双鼓面状表面态。当考虑自旋轨道耦合时，节线是带隙的，系统成为具有Z $_2$拓扑不变量（1;001）的拓扑绝缘体。由于轻元素的自旋-轨道耦合效应较弱，因此预期在某些碱土金属锗化物和硅化物中可实现半金属线相。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morse theory study on the evolution of nodal lines in $\mathcal{PT}$-symmetric nodal-line semimetals
线半金属是一种拓扑无间隙相，包含称为节线的一维简并。节线由于系统的连续变化（例如压力）而变形，并且它们甚至可以改变它们的拓扑结构，但是没有系统地理解节线的拓扑结构的什么样的变化是可能的。本文利用Morse理论对节线拓扑变化事件进行了分类，揭示了节线拓扑变化事件只有三种类型，即，创造，重联，和湮灭，是可能的无自旋半金属的反和时间反转对称性的保护。在莫尔斯理论中，它们的特征在于具有上述三种类型的值0、1和2的指数。此外，我们将理论推广到具有转动对称和镜像对称的系统，揭示了在每种对称下节线拓扑变化的可能事件。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall
Topological nodal-line semimetals in ferromagnetic rare-earth-metal monohalides
拓扑半金属将拓扑分类从绝缘体扩展到金属，极大地丰富了我们对凝聚态拓扑态的理解。这对于拓扑线半金属（TNLS）尤其如此。在本文中，我们确定层状材料作为托管TNLS的有前途的候选人。基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出层状铁磁稀土金属单卤化物LnX（Ln=La，Gd; X=Cl，Br）具有长期追求的拓扑相.具体而言，单层LaX和单层GdX是理想的二维（2D）Weyl半金属和大间隙2D量子反常霍尔绝缘体（QAHIs），带隙分别高达61 meV。此外，3D LaX和3D GdX分别是具有一对镜像对称保护的节线和3D弱QAHIs的TNLS。3D LaX中贯穿整个布里渊区（BZ）的节线对于强自旋轨道耦合（SOC）具有相当强的鲁棒性，并且位于费米能级附近，为探索非线性线费米子的奇异性质以及相关器件设计提供了一个新的平台。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital paramagnetism without density of states enhancement in nodal-line semimetal ZrSiS
针对ZrSiS中无态密度增强的轨道顺磁性，提出基于能量色散负曲率的带间机制，成功解释反常响应，并表明该现象可作为节线存在的标志。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall
Topological semimetals in the SnTe material class: Nodal lines and Weyl points
我们从理论上表明，具有低温菱面体晶体结构的IV-VI族半导体化合物代表了拓扑半金属的一个新的潜在平台。通过最小$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$模型，我们发现高温岩盐晶体结构的两步结构对称性约化，包括沿[111]方向的菱面体畸变和随后的阳离子和阴离子亚晶格的相对移动，产生拓扑保护的Weyl半金属和节线半金属相。我们推导出一般表达式的节点功能和应用我们的结果SnTe明确显示如何外尔点和节点线出现在这个系统中。在实验上，拓扑半金属有可能在低温铁电相的SnTe，GeTe和相关合金中实现。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Berry Phase of Dirac Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]的Dirac节线半金属的Berry相位和曲率.在紧束缚模型的基础上，利用双带模型，证明了Berry曲率$\bm{B}(\bm{k})$存在于节线的一个环上，在节线上Berry相位由$\bm{B}(\bm{k})$的表面积分得到. Berry相位，也称为Zak相位，也是由Berry连接沿布里渊区边界的两个等效点之间的线的一维积分计算的。可能的实验进行了讨论的Berry相。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Jones polynomial and knot transitions in topological semimetals
拓扑节线半金属在动量空间中具有稳定的链式、链式或打结线简并，这些简并受到对称性的保护。在本文中，我们使用琼斯多项式作为一个一般的拓扑不变量来捕捉整体结拓扑的节线。我们表明，琼斯多项式中的每一个可能的变化都归因于两个节点线接触的每一点周围的局部演化。作为我们理论的一个应用，我们证明了具有四个接触点的节链半金属可以演化为一个Hopf链。我们将我们的理论推广到三维非厄米多带例外线半金属。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Disorder- and Topology-Enhanced Fully Spin-Polarized Currents in Nodal Chain Spin-Gapless Semimetals
最近发现的高质量节链无自旋能隙半金属$M$ F $_3$（$M$ = Pd，Mn）在自旋上通道中具有超净节链，位于费米能级处，并显示出大的自旋能隙，导致100%的自旋极化输运性质。在这里，我们调查这类材料中的异常和自旋输运的内在和外在的贡献。占主导地位的内禀起源被发现完全来自有间隙的节链没有任何其他平凡带的纠缠。预测的侧跳机制是可以忽略不计的小，但固有的偏斜散射增强的固有霍尔和能斯特信号显着，导致各自的电导率的大值。我们的发现为探索磁性拓扑半金属中强反常和自旋输运性质开辟了一个新的材料平台。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Higher Order Nodal Line Semimetal in Phononic Crystals
本文在三维声子晶体中实验实现了二阶节线半金属，观测到体节线、鼓面表面态和平坦铰链态，为声学传感与能量收集提供新途径。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall
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
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
Quantum anomalies in nodal line semimetals
拓扑半金属是一类新的具有非平凡电子结构拓扑的凝聚态系统。它们不寻常的可观测性质通常可以用量子反常来理解。特别是具有点带接触节点的Weyl和Dirac半金属具有手征反常，手征反常导致费米弧表面态、反常霍尔效应、负纵向磁电阻和平面霍尔效应。本文探讨节线半金属中的类似现象。我们证明，这样的半金属实现了三维模拟的奇偶异常，这是一个已知的属性的二维狄拉克半金属所产生的，例如，在一个三维的拓扑绝缘体的表面上。我们涉及的节线半金属的特性之一，即鼓面表面状态，这种异常，并推导出场论，它编码相应的异常响应。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Nodal lines and boundary modes in topological Dirac semimetals with magnetism
具有磁序的节线半金属在理论上已经被预测，并且仅在少数化合物中被实验观察到。通过在拓扑狄拉克半金属（TDSM）中引入磁性，我们从理论上研究了这种磁性线态的体相和边界电子结构。TDSM，例如$\mathrm{Cd_3 As_2}$和$\mathrm{Na_3 Bi}$，其特征在于由晶体的旋转对称性保护的一对自旋简并狄拉克点。通过在TDSM的晶格模型中引入与电子自旋耦合的局域磁矩，我们证明了TDSM既可以转变为Weyl半金属，也可以转变为非线性半金属，这取决于交换耦合中的轨道依赖性和由磁矩形成的磁化方向.在这种磁性半金属态中，我们发现了边界处具有鼓面状能带结构的零模，其特征在于拓扑数为$\mathbb{Z}$。通过在晶格模型中引入磁畴壁，数值模拟了这些零模。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall
Topological semimetals with double-helix nodal link
拓扑节线半金属的特征在于导带和价带沿着布里渊区中的一个或多个闭合环交叉。通常，这些环要么是孤立的，要么在一些高度对称的点处彼此接触。在这里，我们介绍了一种新的节线半金属，它包含一对链接的节环。构造了一个具体的双带模型，该模型支持一对具有双螺旋结构的节线，由于布里渊区的周期性，节线可以进一步扭曲成一个霍普夫链。节线由组合的空间反演$\mathcal{P}$和时间反演$\mathcal{T}$对称性稳定;个体的$\mathcal{P}$和$\mathcal{T}$对称性必须被破坏。该带具有非平凡的拓扑结构，每个节环都带有一个$π$ Berry通量。表面平坦带出现在开放边界处，并且被表面布里渊区上的节线投影精确地包围。我们的模型的实验实现使用冷原子在光晶格进行了讨论。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.atom-ph
Energy relaxation dynamics in a nodal-line semimetal
本文研究了在声、光声子模存在下，金属线半金属在突然激发后的温度弛豫动力学。我们发现，节线约束散射过程中的电子动量，因此，由于声学声子的温度弛豫是作为时间的函数的指数。然而，取决于初始条件，其他函数形式是可能的。在典型的泵浦-探测实验中，温度弛豫是线性的，这是由于声学声子的速率随密度以$\sim n^{1/2}$变化。由光学声子引起的温度弛豫也与速率$\sim n^{-1/2}$或$\sim n$成线性关系。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nodal line semimetals with and without spin-orbital coupling
我们从理论上研究了具有晶体对称性保护的节线的三维拓扑半金属。与具有点节点的TSM相比，例如，Weyl半金属和Dirac半金属，其中导带和价带在离散点处接触，在这些新的TSM中，两个带在布里渊区的闭合线处交叉。我们提出了两类新的对称性保护的节线的存在和存在的自旋轨道耦合（SOC）的情况下，分别。在前者中，我们讨论的节线的反演对称性和时间反演对称性相结合的保护，但不像任何以前研究的节线在同一对称类，每个节线有一个$Z_2$负电荷，只能创建（湮灭）成对。在第二类中，与SOC，我们表明，非对称性（螺旋轴）保护四带交叉节线的系统具有反转和时间反演对称性。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall
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
Layer Construction of Three-Dimensional Z2 Monopole Charge Nodal Line Semimetals and prediction of the abundant candidate materials
本研究将层构造方法扩展至拓扑半金属系统，通过非点式对称性堆叠二维$\mathcal{PT}$对称Dirac半金属构造三维$\mathbb{Z}_2$节线半金属，并结合第一性原理计算预测了122种候选电子材料。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of bulk nodal lines and electronic surface states in ZrB$_2$
拓扑线-线半金属的特征是线接触体能带交叉和拓扑表面态。打破某些保护对称性将这个系统变成狄拉克半金属或外尔半金属，其中包含零维孤立节点。能带理论的最新进展预测了AlB $_2$型二硼化物中具有新型节线的拓扑半金属态。在这里，我们报告的实验实现的角分辨光电子能谱结合第一性原理计算的ZrB $_2$的费米能附近的线费米子和相关的表面态。ZrB $_2$中的狄拉克节线缠绕成两组节环，它们沿$Γ$ - $K$方向连接在一起。我们进一步观察到一个独特的表面状态连接到每个节线，指示的非平凡的拓扑性质的散装节线。因此，我们的研究结果提供了令人信服的实验证据的半金属态的ZrB $_2$在体和表面上，这表明ZrB $_2$作为一个显着的平台，发现独特的现象诱导的半金属线费米子。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon nodal-line semimetals and drumhead surface states in anisotropic pyrochlore ferromagnets
介绍了一种新型的拓扑磁振子物质：电子线半金属的磁振子悬挂。各向异性烧绿石铁磁体的磁振子谱具有沿倒易空间闭合环的磁振子带的双重简并。这些磁振子节线在拓扑上受到反转和时间反转对称共存的保护;它们需要不存在自旋-轨道相互作用（没有Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用）。我们计算的拓扑不变量的节线和相关的磁振子鼓面表面状态的细节强烈依赖于终止的表面。磁振子线半金属完成了三维铁磁材料中拓扑磁振子家族。
2016-09-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
