The interplay between magnetism and the topology of electronic band structure may generate new exotic quantum states. Here we report on a new type of quantum oscillations in the temperature dependent electrical resistivity and specific heat at a constant magnetic field in a polar magnetic Weyl semimetal (WSM) NdAlSi. These novel quantum phenomena arise from the destructive interference between quantum oscillations from the spin-split Fermi surfaces due to the strong Weyl fermions-4f electrons exchange interaction combined with Rashba-Dresselhaus (RD) and Zeeman effects. Our findings pave a way to explore unprecedented quantum phenomena in 4f-electron based magnetic semimetals.
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。
The evolution of Weyl nodes in Ni doped thallium niobate pyrochlore Tl$_{2-x}$Ni$_x$Nb$_2$O$_7$
磁性外尔半金属（WSM）由于其自发磁性、强能带拓扑和增强的Berry曲率等特性，在基础物理和潜在应用中具有重要意义。它具有许多独特的量子效应，包括大的本征反常霍尔效应、费米弧和手征反常。在这项工作中，使用从头计算，我们提出了Ni掺杂烧绿石Tl $_2$ Nb $_2$ O $_7$是一个磁性WSM引起的带在其二次带交叉点附近的交换场分裂。由Ni 3d在位库仑相互作用参数$U$调节的交换场驱动Weyl节点的演化和由此产生的拓扑相变。由于外尔节点可以存在于布里渊区的一般点上，并且很难被准确识别，因此，通过宇称判据、对称性指示分析和Wannier中心的Wilson环等理论方法，证实了它们的数目、手性和分布的变化。我们发现外尔节点保持在$U$相当大的范围内，并且接近费米能级，这使得实验观测成为可能。我们认为这种方法和我们提出的磁性WSM将有助于发现更多的WSM，并增加我们对拓扑相变的理解。
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）
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。
Temperature-induced band shift in ferromagnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
在TaAs化合物中发现的具有磁性的外尔半金属（WSMs）引发了人们寻找其磁性对应物的大量努力。而复杂的磁畴阻碍了角分辨光电子能谱对磁性候选体外尔结和费米弧的直接观测。磁性WSM的输运特征，包括负磁阻和异常霍尔电导率，是不确定的，因为这些是敏感的外在因素，如缺陷和无序的晶格或磁有序。本文系统地研究了铁磁Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的变温光谱，并通过第一性原理计算进行了模拟计算.由于Co $3d$电子的多体关联效应导致能带的重整化因子约为1.33，这是适度的，并且密度泛函理论的描述是合适的。随着温度的降低，磁性发生相变，磁化强度通过交换劈裂驱动能带移动。光谱可以很好地检测到这些变化，包括对磁化敏感和不敏感的跃迁，以及来自外尔节点周围的带的跃迁。结果支持Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$是磁性WSM，并且Weyl节点可以通过磁化强度随温度的变化而调谐。
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。
Spin Excitations and Spin Wave Gap in the Ferromagnetic Weyl Semimetal Co$_3$Sn$_2$S$_2$
用中子散射方法研究了磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的自旋激发.在铁磁状态下，自旋波的面内和面外色散都被揭示出来，类似的色散但阻尼的自旋激发持续到顺磁状态。用半经典海森堡模型计算了有效交换相互作用，一致地再现了实验的$T_C$和自旋刚度。然而，在$T=4$ K下观察到低于$E_g=2.3$ meV的全自旋波带隙，远大于估计的磁各向异性能（$\sim0.6$ meV），而其温度依赖性表明外尔费米子的显著贡献。这些结果表明Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$是一个具有大自旋刚度的三维关联体系，低能自旋动力学与拓扑电子态相互作用.
Even-Odd Layer-Dependent Exchange Bias Effect in MnBi2Te4 Chern Insulator Devices
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Nanjing University（南京大学）；Nankai University（南开大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
Pr$_2$Ir$_2$O$_7$: when Luttinger semimetal meets Melko-Hertog-Gingras spin ice state
我们研究的能带结构拓扑结构和工程从本地的时刻和巡游电子的背景下，烧绿石铱酸盐之间的相互作用。对于金属铱酸盐Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$，Ir $5d$传导电子通过$f$ - $d$交换与Pr $4f$局域磁矩相互作用。当Ir电子形成Luttinger半金属时，Pr矩可以通过改变Ir和O的含量而被调谐到具有有限有序波矢量的有序自旋冰中，被称为“Melko-Hertog-Gingras”状态。我们指出，有序自旋冰的Pr本地矩产生的内部磁场，重建的能带结构的Luttinger半金属。除了广泛存在的Weyl节点，我们预测，磁平移的“Melko-Hertog-Gingras”状态的Pr矩保护狄拉克带接触在一定的时间反转不变动量的Ir传导电子。我们提出了磁场来控制Pr的磁结构，从而间接影响Ir电子的拓扑结构和其他性质。我们的预测可以立即在有序Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$样品中得到检验。我们希望我们的工作能激发详细的检查的能带结构，磁输运，和其他属性的Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$。
Microscopic origins and stability of the ferromagnetism in Co$_3$Sn$_2$S$_2$
基于密度泛函理论，我们研究了Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的铁磁性起源.我们认为Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的磁性具有双重性质，具有一定的巡回性和局部性。一方面，磁性是软的，其中局部磁矩强烈地依赖于温度和由这些磁矩在可果美晶格的不同Co位置处形成的角度，如对于巡回磁体所预期的。另一方面，局部自旋的图像仍然足以描述铁磁（FM）秩序相对于横向自旋涨落的局部稳定性。对于后者的目的，我们采用两种方法，这提供了相当不同的图片原子间的交换相互作用：经常磁力定理和一个正式的精确理论的基础上计算的逆响应函数。精确理论预测Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$是一种三维铁磁体，在相邻的可归平面中次近邻之间具有最强的相互作用。配体状态被发现发挥了非常重要的作用，另外稳定FM秩序。当局部矩减小时，面间相互作用急剧减小，首先导致FM阶变为准二维，然后使其相对于垂直于kagome平面传播的自旋螺旋阶不稳定。后者的不稳定性部分是由费米面的状态贡献的，并且可能与Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$在居里温度附近的磁性行为有关。讨论了Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的半金属铁磁性的特点。
