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
Nodal Line Topological Superfluid and Multiply Protected Majorana Fermi Arc in a Three-Dimensional Time-Reversal-Invariant Superfluid Model
理论上研究了一种时间反演不变的三维超流体模型，该模型是通过在$z$方向上叠加具有层内自旋轨道耦合和不同层相反的塞曼能量分裂的全同双层模型来实现的，该模型是最近提出的一种二维时间反演不变的拓扑超流体模型.我们发现，该模型显示了两种拓扑非平凡的阶段：无间隙的阶段与节线对手征对称性保护和有间隙的阶段，这两个支持时间反演不变的马约拉纳费米弧（MFA）的$yz$和$xz$侧表面。这些MFA遵守时间反演和粒子-空穴对称性，并受到镜像子空间中的缠绕数和二维DIII类拓扑超流体的$Z_2$数的拓扑保护，这与非零Chern数保护的时间反演破缺Weyl超流体的MFA不同.这个重要的观察意味着我们模型中的MFA代表了一种以前没有探索过的新型拓扑状态。该模型中的塞曼场组态与反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$有关，从而为进一步研究实际反铁磁拓扑绝缘体中的超导效应提供了理论依据.
2021-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Four-Dimensional Topological Insulators with Nodal-Line Boundary States
传统的拓扑绝缘体和超导体在其边界上具有拓扑保护的节点，而最近对单线半金属的兴趣仅涉及体能带结构。在这里，我们提出了一种新的四维拓扑绝缘体保护的反酉反射对称，其边界带具有一个单一的$PT$对称的节线与双拓扑电荷。受最近四维量子霍尔效应实验实现的启发，我们还提出了一个冷原子系统，实现了新的拓扑绝缘体与可调参数作为额外的维度。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photonic nodal lines with quadrupole Berry curvature distribution
在周期系统中，节线是三维动量空间中的环，其中两个带彼此简并。节点线具有丰富的拓扑特征，因为它们可以采取各种配置，如环，链接，链和结。这些线路节点通常由镜像或PT对称保护。在这里，我们提出并证明了一种新型的光子直节线的D2 d亚晶体的旋转反转时间（roto-PT）对称性的保护。波节线位于布里渊区的中心轴和枢纽处。他们出现作为四极源的贝里曲率通量，并允许精确控制的四极强度。有趣的是，在所有三个切割表面上都存在拓扑表面状态，这是由沿着所有三个方向的π量子化Zak相位所保证的。随着频率的变化，表面态等频轮廓从封闭的轮廓演变为开放的轮廓，并在临界过渡频率处变成直线，在该临界过渡频率处，无衍射表面波传播被证明，为超成像光子器件的发展铺平了道路。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of band crossings protected by nonsymmorphic symmetry in the layered ternary telluride Ta3SiTe6
我们已经进行了角度分辨光电子能谱的层状三元碲化物Ta 3SiTe 6的预测主机节线与非对称晶体对称性。我们发现，在价带区的能带显示Dirac-like色散，提出了一个带简并在体正交布里渊区的R点。这种带简并沿整个SR高对称线一维延伸，形成由晶体的滑移镜对称性保护的节线。我们还观察到一个小的带分裂EF附近的沙漏型分散体的存在支持的计算预测。目前的研究结果提供了一个很好的机会，探讨奇异的节费米子和非对称晶体对称性之间的相互作用。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nodal points in two coupled SSH chains
我们研究了两个耦合的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）链系统，该系统包含丰富的量子相位，这些相位与对称性保护的拓扑不变量有关。在弱耦合区域，系统存在两个非平凡的拓扑绝缘相，其特征在于缠绕数N = +1或-1，以及两种边缘态。两个拓扑相之间的边界产生于两个带封闭点，它们在一维k空间中表现出拓扑特征。通过将布洛赫态映射到k空间中的向量场上，带简并点对应于场的一对扭结，具有相反的拓扑荷。随着链间耦合强度的变化，两个拓扑节点发生移动和合并。这个拓扑不变量是由平移和反演对称性，而不是反酉操作保护。此外，我们还发现当产生一对节点时，会发生二阶量子相变（QPT），伴随着能隙的闭合和对称性自发破缺。这个简单的模型展示了量子材料领域的几个核心概念，并提供了它们之间的理论联系。
2017-04-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superdiffusive transport protected by topology and symmetry in all dimensions
针对节点机制超扩散现有实现依赖精细调节人工哈密顿量的问题，本研究提出全维度凝聚态系统可实现的超扩散模型，基于巡游电子与杂质轨道杂化的拓扑对称保护节点结构，推导普适电导标度律并验证，还预测线性温度电阻率等实验特征。
2025-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
The Emergence of Topological Nodal Points in Photonic Crystal with Mirror Symmetry
我们证明了在具有镜像对称性的光子晶体中可以出现拓扑节点。讨论了二维光子正方晶格中两个宇称不同的能带接触后自然分裂出四个拓扑节点的机制。这种节点的出现，其特征在于在动量空间中的涡旋结构，是由于不可避免的带交叉保护镜像对称。拓扑节点可以通过镜像对称性破缺来解扣，而光子Chern绝缘体可以通过时间反演对称性破缺来实现。时间反演对称性破缺和反转对称性破缺的联合作用进一步加强了有限尺寸效应，为螺旋边缘态的工程设计提供了途径。
2014-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Ferromagnetic Dirac-Nodal Semimetal Phase of Stretched Chromium Dioxide
通过第一性原理计算，我们发现在室温下，在小的拉伸静液压应变下，二氧化铬（一种广泛应用于磁带应用的材料）中的狄拉克线半金属相可以与铁磁有序共存.一个接近费米能的理想平坦狄拉克节环被放置在垂直于磁序的布里渊区的反射不变边界上，并且在拓扑上受到磁群$D_{4h}(C_{4h})$的幺正镜像对称性的保护，它将相应的Berry相位量子化为$π$的整数倍。通过证明只有拓扑保护的节环能在对称性$D_{4h}(C_{4h})$的小的各向异性应变下持续存在，而其他表面上的带接触点一般是不存在的，证明了拓扑依赖的拓扑稳定性.我们的工作为研究狄拉克磁力线和鼓面费米子的新物理和潜在应用提供了一个实用的平台，特别是与铁磁性质有关的那些
2017-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Dirac nodal-line semimetal protected by symmetry
狄拉克节线半金属（DNLS）在其一维（1D）狄拉克节线（DNL）带中含有相对论准粒子，这些相对论准粒子受到某些晶体对称性的保护。他们新颖的低能费米子准粒子激发和输运性质邀请在固态的相对论物理学的研究，他们的线性分散狄拉克带交叉在连续线与四倍简并。然而，在迄今为止研究的材料中，四重简并度很容易受到无处不在的自旋轨道耦合（SOC）的抑制。尽管目前的努力，发现3D DNLS是强大的SOC理论，积极的实验证据尚未出现。在2D DNLS中，由于与它们的3D对应物相比降低的总态密度，预期它们的物理性质将由DNL定义的电子态主导。然而，由于它们的对称性降低，发现针对SOC的鲁棒2D DNLS更具挑战性;理论上还没有预测到这样的材料。通过结合分子束外延生长，STM，nc-AFM表征，DFT计算和空间群理论分析，在这里，我们揭示了一类新的2D晶体DNLS，它具有精确的对称性，可以保护它们免受SOC的影响。发现的量子材料是砖相3-AL Bi（110），其对称性保护和热稳定性通过在黑磷衬底上的压缩vdW外延生长来赋予。BP衬底模板生长的3-AL Bi（110）纳米岛的非对称空间群结构。这种晶体对称性保护DNL电子相不受SOC的影响，与任何轨道或元素因素无关。我们从理论上建立了这种内在的对称性赋予了一系列同构2D量子材料中DNL的一般，强大的保护。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal-link semimetals
在拓扑半金属中，价带和导带在零维节点或一维节点环处相遇，它们受到能带拓扑和对称性的保护。在这个快速通信中，我们介绍了“半金属连接”，它在布里渊区的主机连接节点环。本文提出了一种基于Hopf映射的构造连杆半金属模型的通用方法。研究了朗道能级结环连接的结果和Floquet性质。
2017-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Topological transport in Dirac nodal-line semimetals
拓扑线半金属的特征在于一维狄拉克节环，其由反演$\mathcal{P}$和时间反演$\mathcal{T}$的组合对称性保护。这些狄拉克环的稳定性是由一个量子化的$\pm π$ Berry相保证的，它们的低能物理是由一个单参数的（2+1）维量子场论族描述的，表现出宇称异常。本文研究了$\mathcal{P}\mathcal{T}$不变量半金属的Berry相支持的拓扑输运。我们发现，小的反转破缺允许一个电场感应的异常横向电流，其普遍的组成部分起源于宇称异常。由于这种霍尔电流，当施加电场时，狄拉克节环相对侧的载流子流向相对表面。为了检测拓扑电流，我们提出了一个哑铃装置，它使用表面状态过滤电荷的动量的基础上。对实验和器件应用提出了建议。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrochemical transport in Dirac nodal-line semimetals
本文研究PT对称狄拉克节线半金属中的电化学输运，通过半经典玻尔兹曼方程推导含贝里曲率和轨道磁矩的拓扑电流，发现奇偶性反常导致零质量极限下有限电化学电流，且非零温度下仍存在。
2023-12-29 cond-mat.mes-hall
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
Altermagnetic Weyl node-network semimetals protected by spin symmetry
本文基于自旋对称性分析提出一类受自旋对称性保护的Weyl节线半金属，并通过第一性原理计算预测交变磁体Nb2FeB2和Ta2FeB2为节点网络半金属，且考虑自旋轨道耦合后转变为Weyl半金属相。
2025-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral symmetry classes and Dirac nodal lines in three-dimensional layered systems
我们研究了三维层状系统中Dirac节线的存在性和稳定性，这些层状系统的各层都有受手征（亚晶格）对称性保护的Dirac节点。我们考虑的模型系统是菱形堆叠的石墨烯层，每一层都受到一个统一的外部势，尊重AIII或BDI类。从这两类哈密顿量中，可以导出一对非平凡的螺旋狄拉克节线。根据余维$2$无隙相的拓扑分类，所得结果是合理的。当势的大小增加时，节线彼此接近，揭示了它们的湮灭，这是因为对于整个系统，它们的拓扑不变量被抵消了。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall
Symmetry-enforced band crossings in trigonal materials: Accordion states and Weyl nodal lines
非对称的对称性，如螺旋旋转或滑移反射，可以在布里渊区的高对称线或平面内强制带交叉。当这些能带简并接近费米能时，它们可以引起许多不寻常的现象：例如，异常磁电响应，横向霍尔电流和奇异的表面状态。在本文中，我们提出了一个全面的分类，这种非对称带交叉在三角材料与强自旋轨道耦合。我们发现，在三角系统中有两种不同类型的非对称带简并：（i）外尔点的螺旋旋转与手风琴般的色散保护，和（ii）外尔节线保护的滑移反射。我们报告了一些现有的材料，这些带交叉实现附近的费米能量。这包括Cu 2SrSnS 4和元素碲（Te），它们表现出手风琴式的外尔点;以及碲-硅包合物Te 16 Si 38，它表现出外尔节线。详细研究了这些材料的从头算能带结构和表面态，并简要讨论了对实验的影响。
2019-08-02 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
Braid Topologies for Quantum Computation
在拓扑量子计算中，量子信息被存储在本质上不受退相干影响的状态中，并且量子门通过在两个空间维度中相互拖动类粒子激发（准粒子）来实现。由此产生的准粒子轨道定义了三维时空中的世界线，相应的量子门只依赖于由这些世界线形成的辫子的拓扑结构。我们展示了如何找到辫子，产生一个通用的一套量子门的量子比特编码使用一种特定的准粒子，这是特别有希望的实验实现。
2005-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear Optical Spectroscopy of Nodal-Line Semimetals
本文研究了二维节线半金属 NbSi$_{x}$Te$_{2}$ 中非简单空间群对称性保护能带简并对非线性光学响应的影响，揭示了奇次谐波产生机制、偏振依赖性和带间带内机制相互作用，为超快光电器件应用提供新思路。
2025-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable two-dimensional Dirac nodal nets
节线半金属的特点是具有受保护的能带交叉线，并有望表现出非平凡的电子性质。多个节点线的连接，导致节点网、链或链路，被设想为产生甚至更奇异的量子态。在这项工作中，我们提出了一种可行的方法来实现可调的节点线连接在实际材料。我们表明，某些空间群对称性支持共存的平面对称性强制和意外的节线，这是强大的自旋轨道耦合，可以定制成复杂的图案，通过化学取代，压力，或应变。基于第一性原理计算，我们确定非对称中心对称准一维化合物，K $_{2}$ SnBi和MX $_{3}$（M = Ti，Zr，Hf和X = Cl，Br，I），作为托管这种可调二维狄拉克节点网络的材料。用二维狄拉克节点网预测了节线半金属的唯一朗道能级。我们的结果为在实际中实现节点线连接的新物理提供了一种可行的途径。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall
Quantum simulation of exotic PT-invariant topological nodal loop bands with ultracold atoms in an optical lattice
由于PT对称性在物理学中具有重要的意义，PT是空间反演P和时间反演T的组合运算，因此对奇异的PT不变量拓扑金属进行完全分类和物理实现是非常重要和有趣的。在这里，我们，第一次，建立一个严格的分类拓扑金属的PT对称性保护使用KO理论。作为一个物理实例，构造了三维布里渊区中的PT不变节环模型，通过其PT对称保护的非平凡Z2拓扑荷揭示了其拓扑稳定性.在此基础上，我们提出了一个实现和探测光晶格中PT不变拓扑NL态的实验方案，该方案是将具有两个超精细自旋态的原子加载到一个自旋相关的3D光学晶格中，并利用两对Raman激光产生具有位置相关相位的面外自旋翻转跳跃.这样一个现实的冷原子设置可以产生拓扑NL状态，具有可调的环形带接触线的双重简并的体光谱和非平凡的表面状态。即使在P和T对称性都不存在的情况下，这些状态实际上也受到组合PT对称性的保护，并且其特征在于Z2型不变量（量子化的Berry相位）。值得注意的是，我们用数值模拟证明了：（i）特征NL可以通过测量布洛赫-齐纳振荡中的原子转移分数来检测;（ii）拓扑不变量可以基于飞行时间成像来测量;以及（iii）表面状态可以通过布拉格光谱来探测。本文提出的在冷原子系统中实现拓扑NL态的方案为探索奇异PT不变拓扑物理提供了一个独特的实验平台。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Braid Protected Topological Band Structures with Unpaired Exceptional Points
本文证明非厄米系统中存在拓扑稳定的未配对例外点，通过复能级非对易辫子机制构造三能带模型，揭示非阿贝尔单极子及绕数拓扑分类的不完备性。
2023-10-29 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
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
Three-dimensional graphdiyne as a topological nodal-line semimetal
研究了一种新的平面碳同素异形体--三维ABC叠层（菱面体）石墨二炔的电子能带结构。利用第一性原理计算，我们证明了该系统是一个导带和价带在动量空间中相交于一个封闭环的单线半金属。我们导出了最小紧束缚模型和$4\times 4$矩阵形式的低能有效哈密顿量。节点线被一个非平凡的缠绕数所保护，它保证了有限厚平板中拓扑表面状态的存在。掺杂系统的费米面呈现出一种特殊的自相交沙漏结构，这与以前提出的节点半金属中的环面或管道形状有很大不同。尽管其结构简单，三维石墨二炔提供了独特的电子性质，不同于任何其他碳同素异形体。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall
Classification of Weyl points and nodal lines based on magnetic point groups for spin-$\frac{1}{2}$ quasiparticles
对称性保护的拓扑半金属由于其非常规性质（例如，关于输运）而成为固态研究的焦点。通过研究122个磁点群在自旋1/2基上的局部两带Bloch哈密顿量，我们对两重简并带接触进行了分类，如Weyl点、轴上和镜像平面上的稳健节线和脆弱节线.我们发现，所有的磁点群，缺乏产品的反演和时间反演对称性，可以引起拓扑非平凡带接触。因此，这样的节点是规则而不是例外，而且不需要任何复杂的多频带物理。我们的分类适用于布里渊区的每一个动量，通过考虑相应的小集团，并提供了一个强有力的工具来识别磁性和非磁性拓扑半金属。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall
Hyperbolic non-Abelian semimetal
该研究将拓扑保护半金属能带交叉扩展到双曲晶格，发现非阿贝尔布洛赫态导致低能态密度非传统标度，并揭示由第二陈数保护的余维五节点流形。
2024-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Dirac and nodal line magnons in three-dimensional antiferromagnets
我们研究了三维反铁磁体中的磁振子激发的拓扑性质，其中基态组态在时间反演和空间反演（$PT$ -对称性）下是不变的。我们证明了狄拉克点和节线，前者是后者的极限情况下，是一般形式的磁振子分支之间的磁保护带交叉。作为一个具体的例子，我们研究了一个海森堡自旋模型的“spin-web”化合物，Cu $_3$ TeO $_6$，并显示存在的磁振子狄拉克点假设共线磁结构。在打开的dzyaloshinsky-Moriya相互作用，这引入了一个小的非共线性的基态配置，我们发现狄拉克点扩展到节点线与非平凡的$Z_2$ -拓扑电荷，一种新的类型的节点线在任何材料中未预测到的。
2017-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photoemission Spectroscopic Evidence for the Dirac Nodal Line in Monoclinic Semimetal SrAs$_3$
具有奇异量子特性的拓扑线半金属在动量空间中表现出受量子保护的线接触体能带交叉。然而，在大多数已识别的拓扑结线化合物中，这些拓扑非平凡结线被费米能级处的复杂拓扑平凡态（$E_F$）所包围，这将给它们的识别和进一步的应用带来困难。利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，我们提供了令人信服的证据，狄拉克线费米子的存在，在单斜半金属SrAs $_3$，这是接近$E_F$和远离分心的复杂平凡的费米面或表面状态。计算结果表明，在$E_F$附近的\emph{Y}附近，两个宇称相反的能带发生反转，在$Γ$ - \emph{Y} - \emph{S}平面上形成单节环，自旋轨道耦合效应可以忽略.我们跟踪这些带交叉，然后明确地确定了完整的节环定量，这提供了一个关键的实验支持的预测在CaP $_3$家庭的材料的线费米子。SrAs $_3$在$E_F$周围具有简单的拓扑非平凡体电子态，且不干扰自然解理面上的表面态，有望成为拓扑量子态研究和应用的潜在平台。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Discovery of Weyl nodal lines in a single-layer ferromagnet
二维材料在基础研究和器件应用方面都得到了广泛的关注和快速的发展。在二维材料中寻找奇异的物理性质，例如磁性和拓扑有序，可以实现新型量子器件，因此处于材料科学的最前沿。在这里，我们报告的发现，在二维铁磁材料，单层钆-银化合物，结合角度分辨光电子能谱测量和理论计算的基础上的双重简并外尔节线。这些外尔节线是对称保护的，因此对外部扰动是鲁棒的。磁性和拓扑秩序在二维材料中的共存可能会为设计和实现新型纳米自旋电子器件的持续努力提供信息。
2019-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parity Anomaly in the non-linear response of Nodal-Line Semimetals
节线半金属是拓扑半金属，其特征在于在没有自旋-轨道耦合的情况下由反转$\mathcal{P}$和时间反演$\mathcal{T}$的组合对称性保护的一维带接触环。这些节环可以被理解为一个单参数的狄拉克点族，表现出与$\mathcal{P}*\mathcal{T}$对称性相关的宇称异常。我们发现宇称反常也以类似于线性响应输运的方式出现在这些系统的非线性光学响应中。我们分析了存在的倾斜项的哈密顿量作为一个元素，不破坏$\mathcal{P}*\mathcal{T}$对称性：虽然它是$\mathcal{P}*\mathcal{T}$对称的，它分别打破了$\mathcal{P}$和$\mathcal{T}$对称性，允许在适当的半金属线的线性和非线性霍尔电导率的潜在实验观测。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological Semimetal-Insulator Quantum Phase Transition in Zintl Compounds Ba2X (X=Si, Ge)
通过第一性原理计算，我们发现Ba_2X（X=Si，Ge）在kx=0平面上具有一个节环的拓扑半金属相，当忽略自旋轨道耦合（SOC）时，这种拓扑半金属相受到滑移镜对称性的保护.在表面格林函数计算中，在（100）面上出现了相应的鼓面状表面平带。此外，还发现了拓扑-半金属-绝缘体转变（TSMIT），当SOC开启时，节线半金属将演化为拓扑绝缘体，在Gamma=0点附近出现拓扑保护的金属表面态，当应变超过3%时，这些金属表面态将被调谐为拓扑平凡绝缘体态.这些结果揭示了一类新的材料，表现出拓扑半金属和绝缘体之间的量子相变，并通过弹性应变工程可调谐。
2016-10-17 cond-mat.mes-hall
Classification of crystalline topological semimetals with an application to Na$_3$Bi
拓扑相不仅可以通过内部对称性（例如，时间反演对称性），而且还通过晶体对称性，例如反射或旋转对称性。最近，一个完整的拓扑分类反射对称绝缘体，超导体，节半金属，节超导体已经建立。在这篇文章中，反射对称保护的半金属和节点超导体的分类简要回顾后，我们讨论了一个三维拓扑狄拉克半金属，它表现出时间反演对称性以及反射和旋转对称性的例子。我们计算的表面态光谱的狄拉克半金属，并确定晶格对称性，导致保护的表面状态。我们讨论了我们的研究结果的影响的费米弧表面状态的狄拉克材料钠$_3$ Bi的稳定性。我们的分析表明，费米弧的Na $_3$ Bi是缺口，除了在时间反演不变的表面动量，这是在最近的光电发射测量协议。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Termination Dependent Topological Surface States in Nodal Loop Semimetal HfP2
对称性在物理学的所有学科中都起着重要的作用。在拓扑材料领域内，人们对理解晶体和内部对称性的力学如何保护导带和价带之间的交叉有很大的兴趣。此外，探索这一方向可以导致对具有各种对称性的晶体的拓扑性质的更深入的理解。首次报道了用角分辨光电子能谱（ARPES）对节环半金属HfP 2拓扑表面态的实验观测，并得到了第一性原理计算的支持.我们的研究表明，在这种化合物的终止依赖的表面状态。我们的实验数据显示，表面状态连接到三个独特的节点回路，理论计算证实是拓扑非平凡的。这项工作表明，过渡金属双镍族化合物提供了一个很好的平台，研究非平凡的非对称对称性保护的拓扑状态。
2019-06-23 cond-mat.mes-hall
Topological nodal line semimetals
本文综述了三维拓扑节线半金属研究的最新进展，主要是理论方面的进展。在这些半金属中，导带和价带沿着三维布里渊区中的一维曲线彼此交叉，并且任何保持某个对称群（由空间对称性或时间反演对称性产生）的扰动都不能去除该交叉线并在两个带之间打开完全的直接带隙。因此，节点线在拓扑上受到对称群的保护，并且可以与拓扑不变量相关联。本文（i）列举了可以保护拓扑节线的对称群，（ii）用费米面上的波函数给出了每个对称群的拓扑不变量的显式形式，建立了拓扑分类;（iii）就某些类别而言，我们审查的建议，实现这些半金属在真正的材料和（iv）我们讨论了不同的情况下，当保护对称性被打破，如何拓扑节线半金属成为外尔半金属，狄拉克半金属和其他拓扑阶段和（v）我们讨论了可能的物理效应，这些材料中的实验探针访问。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Shear viscosity as a probe of nodal topology
电子材料可以维持各种不寻常的，但对称性保护的价带和导带的接触，其中每一个是由一个独特的拓扑不变量。众所周知的例子包括单层石墨烯中线性分散的伪相对论费米子，Weyl和半金属环，双层（三层）石墨烯中的双二次（双三次）带接触，以及多Weyl系统中的混合分散体。在这里，我们表明，取决于底层的能带曲率，在无碰撞制度的剪切粘度显示一个独特的幂律标度与频率在低温下，轴承的频带拓扑结构的签名，这是不同的，当系统驻留在边缘的拓扑相变成带绝缘体。因此，除了态密度（控制比热，可压缩性）和动态电导率，剪切粘度可以有助于钉扎电子材料中的节点拓扑结构。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Second-Order Real Nodal-Line Semimetal in Three-Dimensional Graphdiyne
具有真实Chern数和二阶边界模的真实拓扑相位是当前研究的热点，但找到它们的物质实现仍然是一个挑战。在这里，基于第一性原理计算和理论分析，我们揭示了已经实验合成的三维（3D）graphdiyne作为第一个现实的例子，最近提出的二阶真正的金属线半金属。我们表明，该材料主机的一对真正的节点环，每个保护由两个拓扑电荷：一个真正的陈数和一维缠绕数。这两种电荷在不同的边界处产生不同的拓扑边界模式。实陈数导致一对铰链费米弧，而缠绕数保护双鼓面表面带。我们开发了一个低能量的三维graphdiyne模型，它捕获了基本的拓扑物理。实验方面和可能的拓扑过渡到一个3D真正的陈省身绝缘体相进行了讨论。
2021-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher Order Topology and Nodal Topological Superconductivity in Fe(Se,Te) Heterostructures
我们从理论上证明了单层FeTe $_{1-x}$ Se $_x$-超导量子自旋霍尔材料-与单层FeTe -双共线反铁磁体-的异质结构实现了更高阶的拓扑超导相，其特征在于钉扎到样品角落的紧急马约拉纳零模式。给出了该系统的最小有效模型，分析了高阶拓扑的来源，并对拓扑相图进行了充分的刻画。尽管传统的s波配对，我们发现相当令人惊讶的出现一个新的拓扑节点超导体的相图。其特点是边缘依赖的马约拉纳平坦带，拓扑节点相的反铁磁手征对称性的保护。我们还讨论了实验的可行性，估计现实的模型参数，和鲁棒性的马约拉纳角模式对磁无序。我们的工作为高阶拓扑和非阿贝尔马约拉纳物理提供了一个新的实验可行的高温平台。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral flat band superconductivity from symmetry-protected three-band crossings
我们表明，手征（近）平带超导可以开发和主机新的马约拉纳费米子在时间反演对的双螺旋保护的三带交叉点。在对称性分析、平均场研究和超流刚度计算的基础上，确定并分析了低能自旋- $1$费米子理论中具有平带对的不可约对通道.平带配对可以显著地增强超导性，其中临界温度与相互作用强度成线性比例。在单组元配对通道中，我们发现了完全带隙的平带配对态，而在多组元配对通道中，我们发现了手征$\bar p\pm i\bar p$平带超导。三维巡回马约拉纳费米子出现在散装节点，而马约拉纳弧出现在表面上。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large anomalous Hall and Nernst effect from nodal line symmetry breaking in Fe$_2$MnX (X=P,As,Sb)
为了获得大的反常霍尔和能斯特效应，需要在费米能附近有大的贝里曲率。这种Berry曲率可以由Weyl点和有间隙的节线引起。一种可能的机制发生在具有对称群的系统中，其中镜像平面导致受保护的节线结构。当这些镜像对称被打破时，e。G.通过固定磁化方向，前节线中的间隙可以沿着间隙线产生Weyl点和大的Berry曲率。在这项工作中，我们研究了这种效应在一个最小的有效模型，并与真正的正规Heusler化合物Fe $_2$ MnX（X=P，As，Sb）的结果。这些材料在非磁性的情况下有三个镜像平面，导致费米能级附近的三个节线。然而，取决于磁化的方向，一些镜像平面被破坏，并且相应的线被隔开，从而产生大的Berry曲率。由于费米能级位于带隙线附近，这导致了很大的反常霍尔和能斯特效应，在系统中掺杂一点点就可以将其调谐到甚至更高的值。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multifold nodal points in magnetic materials
我们描述了对称性保护的节点，可以存在于磁空间群，并表明，只有3-，6-和8倍的简并是可能的（除了2-和4-倍的简并，已经被研究）。3-和6-重简并来自“自旋-1”外尔费米子。八重简并有不同的形式。特别是，我们区分8倍费米子，实现非手性“Rarita Schwinger费米子”和那些可以被描述为四个简并Weyl费米子。我们列出了（磁性和非磁性）空间群，这些奇异的费米子可以找到。我们进一步表明，在几种情况下，磁平移对称钉的多重费米子的哈密顿量到一个理想化的精确可解点，这是不可能实现的非磁性晶体没有微调。最后，我们提出了已知的化合物，可能主机这些费米子和系统地寻找更多的候选材料的方法。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nodal surface and persistent spin texture in a Weyl semimetal without mirror symmetry
利用对称性分析和电子结构计算，研究了Ag $_{2}$ Se在${\cal SG}$ ~17.除了在$k_{z}=π$上发现了一个由时间反转（${\cal T}$）和2倍螺旋旋转$S_{2z}$联合操作保护的节面外，我们还发现了24个Weyl点，主要位于$k_{y}=0$平面上，具有显著的费米弧和大的准粒子干涉图样（QPI）。由于不存在镜像对称性，一对具有相反手性的Weyl点位于不同的结合能处，这使得该系统成为实现新颖的手性异常相关现象的优秀材料候选者，例如量子化的圆形光电流和手性磁效应。此外，我们还揭示了在$k_{z}=π$平面上的显著自旋织构，这表明在表面布里渊区的大区域中存在方向选择性自旋极化，这对自旋电子学应用具有很强的意义。
2019-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Linear and nonlinear transport responses of topological nodal-line semimetals
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
本文研究拓扑节线半金属中静电势垒的电荷输运，发现节线拓扑保护的克莱因隧穿，并推导线性和非线性电导表达式，揭示非线性增强和霍尔电流等输运特征，为器件应用提供途径。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dirac and Weyl Superconductors in Three Dimensions
我们介绍了3D狄拉克（Weyl）超导体（SC）的概念，它有保护块四（二）重节点和表面Andreev弧在零能量。我们提供了在具有奇宇称配对和镜像对称的中心对称SC中实现它们的充分判据，例如，Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的节相。当镜像缠绕数非平凡时，狄拉克节点对出现在镜像不变平面中。镜像对称性破缺可以使狄拉克节点间产生拓扑SC。当反演规范对称性破缺时，每个狄拉克节点演化为节点环。只有当时间反演对称性被破坏时，狄拉克节点才可能分裂成一对外尔节点。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
