Recipe for single-pair-Weyl-points phonons carrying the same chiral charges
本研究突破外尔物理传统认知，发现非磁性无自旋系统中存在带非偶数手性荷的单对外尔点，其搭档为带电节面，确定6个符合的空间群并经两种材料声子谱验证，拓宽了相关材料范围。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Single Pair of Charge-two Weyl Fermions in Chiral Boron Allotropes
Yanshan University（燕山大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
本研究通过手性硼同素异形体实现非磁性材料中单对电荷二价韦尔费尔米子，突破传统约束，提供实验可访问的拓扑特征。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Induced Electrical Generation of Magnetism in Nonmagnetic Elemental Tellurium
手征物质的结构缺乏反转、镜像和旋转反射对称性;因此，给定的手征材料具有右手或左手结构。在手性物质中，电和磁可以以一种超越经典电磁学的奇异方式耦合（例如，手性磁体中的磁手性效应）。本文从实验上证明了体相手征物质元素碲的线性电流感生磁化效应。我们测量了三方碲单晶在脉冲电流作用下的$^{125} $ Te核磁共振（NMR）谱位移。我们提供了一般的对称性考虑，讨论电（电场和电流）诱导的磁化强度，并澄清在三角碲观察到的NMR位移是由线性电流诱导的磁化效应，而不是由高阶磁电效应。我们还表明，电流诱导的NMR位移是由碲晶体结构的手性反转逆转。这一结果是第一个直接的证据，晶体手性诱导的自旋极化，这是一个无机体晶体类似的手性诱导的自旋选择性在手性有机分子。本研究结果还表明，双手性晶体可以应用于自旋电子学和无线圈器件，以产生超越经典电磁的磁化。
2020-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Absence of a Competition between Magnetism and Superconductivity in the Layered Nickel Borocarbides: Common Correlation Tc with Crystal Chemical Parameters for Magnetic and Nonmagnetic Compounds
本文对硼化镍RNi_2B_2C（R =稀土）的晶体化学研究进行了分析。的原因表示的Tc从晶体化学参数的依赖性由两个单独的曲线的磁性和α R被认为是。建立了层状准二维系统（高温超导铜酸盐和二硼化物）中存在的类似晶体化学参数对Tc的所有R依赖关系。确定了磁性能R对硼碳化物Tc的影响。根据所发现的相关性，一些稀土的半径被精确化，并计算了在各种取代R的化合物的Tc。
2002-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large low-field positive magnetoresistance in nonmagnetic half-Heusler ScPtBi single crystal
采用Bi自熔法合成了高质量的半Heusler ScPtBi单晶。该化合物是一种空穴占主导的半金属，在2K和1 T的磁场下具有高达240%的低场磁电阻。磁输运测量结果表明，大的低场磁电阻效应是场诱导金属-半导体相变和弱反局域化效应共存的结果。此外，霍尔测量表明，ScPtBi单晶在很宽的温度范围内表现出很高的迁移率（2K时为4050 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），300 K时为2016 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1））。这些发现不仅表明了半Heusler化合物是一种潜在的高灵敏度磁传感器候选材料，而且对全面了解稀土半Heusler化合物具有重要意义。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
ToMSGKpoint: A user-friendly package for computing symmetry transformation properties of electronic eigenstates of nonmagnetic and magnetic crystalline materials
针对现有计算软件包需转换晶体结构约定的限制，开发了Mathematica软件包ToMSGKpoint，可计算任意非磁性和磁性晶体材料在高对称点、线、面的小群及(共)不可约表示，支持VASP接口，并成功应用于多种拓扑材料分析。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Improving the Description of Nonmagnetic and Magnetic Molecular Crystals via the van der Waals Density Functional
我们已经推导并实现了应力张量公式的范德瓦尔斯密度泛函（vdW-DF）与自旋极化相关的梯度校正（GC）最近提出的作者[J。82，093701（2013）]并将其应用于环境条件下的磁性分子晶体和磁性分子晶体。我们发现，与使用局部密度和广义梯度近似得到的分子晶体的细胞参数相比，vdw-DF显示出全面的改善。特别地，原始的vdW-DF与GC相结合给出了α相固体氧的平衡结构参数，与实验符合得很好。
2015-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Heesch Weyl Fermions in inadmissible chiral antiferromagnets
本文提出由Heesch群在不可许容手性反铁磁体中稳定并钉扎于对称点的Heesch Weyl费米子，通过群论分类和第一性原理计算预测YMnO₃、Mn₃IrGe等候选材料，并揭示其非线性反常霍尔效应等新性质。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Nonmagnetic ground state of marcasite FeTe$_{2}$: The competition between crystal field splitting and on-site Coulomb repulsion
本研究通过第一性原理计算和扫描隧道显微镜/谱学，揭示白铁矿FeTe$_{2}$的体相基态为非磁性，其低温磁性源于表面Fe原子，并提出晶体场劈裂与在位库仑排斥的竞争机制来解释局域矩系统的基态磁性。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Search and design of nonmagnetic centrosymmetric layered crystals with large local spin polarization
直到最近，自旋极化的材料是专有领域的非中心对称结构。最近的研究表明，一种形式的隐藏自旋极化（称为Rashba-2或R-2效应）可以存在于全局中心对称的晶体中，只要各个层属于极性点群对称。这一认识可以大大拓宽可能被考虑用于自旋极化自旋电子学应用的材料的范围，以包括迄今为止被禁止的属于中心对称的自旋电子化合物。在这里，我们采取必要的步骤，从这种一般的，材料不可知的凝聚态理论的论点过渡到材料的具体设计原则，可以帮助未来的实验室搜索的R-2材料。具体而言，我们（i）根据其预期的R-2行为对文献中已广泛研究的不同原型层状结构进行分类，包括Bi 2Se 3结构类型（原型拓扑绝缘体），MoS 2结构型（原型谷电子化合物）和LaBiOS 2-结构类型（掺杂后的超导性主体）;（ii）用公式表示理想R-2化合物的整体晶胞对称性与其组成扇区的特定点群对称性的组合;（iii）使用第一性原理能带理论从满足这些R-2设计度量的LaOBiS 2型结构的原型族中搜索化合物。我们首先考虑稳定的和假设的化合物，以建立对R-2与组成的趋势的理解，然后指出预期是稳定的和可合成的预测。我们预测大的自旋分裂（高达200毫电子伏的LaOBiTe 2洞）以及表面Rashba状态。需要对这种预测进行实验检验。
2015-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Induced magnetic moment in graphene with a nonmagnetic impurity
我们考虑一个二维的单层结晶碳原子与一个单一的非磁性杂质。用Weyl哈密顿量描述Dirac点附近的电子能谱，计算了杂质态的波函数和能量，以及与电子极化有关的感生磁矩。我们提出了作为化学势$μ$和耦合常数$g_c$的函数的局域磁态的相图。
2009-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nonmagnetic ordering state of single-crystal SrTm$_2$O$_4$: A polarized and unpolarized neutron-scattering study
我们的单晶极化中子散射在65 mK和粉末非极化中子衍射在0.5 K显示没有证据的长程磁秩序，甚至没有检测到扩散磁中子散射在单晶SrTm2O4的迹象。数据的精细化揭示了两种TmO6八面体畸变模式与SrTb2O4中TbO6八面体的畸变模式相同，即，特别是在低温下，一种畸变比另一种强，这可能归因于两个不等效八面体的不同晶体电场。因此，我们得出结论，SrTm_2O_4没有磁序，既不长距离也不短距离，甚至低至65 mK。因此，SrTm2O4是不同于其在受抑SrRE2O4（RE = Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Yb）磁体的新家族中的兄弟的化合物。我们建议，晶场各向异性可能占主导地位的弱偶极自旋相互作用在SrTm2O4，导致一个虚拟的有序状态。
2014-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Nernst Effect in Nonmagnetic Nodal Line Semimetal PbTaSe$_2$
PbTaSe $_2$是一种独特的拓扑材料，在较低温度/压力的“L”相和较高温度/压力的“H”相之间的结构转变处，节线的数量预计会发生变化。本文报道了由节线的Berry曲率引起的反常能斯特效应及其随结构转变的变化。在L相中，能斯特系数（$S_{yx}$）呈现阶梯状的磁场依赖关系，类似于狄拉克/外尔半金属的反常能斯特效应.通过施加静水压力，我们发现异常分量的振幅在向H相转变时显著减小，这可能对应于节线结构的部分湮灭。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetochiral Tunneling in Paramagnetic Co$_{1/3}$NbS$_2$
本文在顺磁性手性金属Co$_{1/3}$NbS$_2$中演示了隧穿电流诱导磁化与探针磁化耦合产生的磁手性隧穿效应，实现原子级手性畴成像，并用第一性原理计算支持该机制。
2024-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Floquet Weyl Semimetal Induced by Off-Resonant Light
我们提出了一个Floquet Weyl半金属态可以诱导在三维拓扑绝缘体，无论是磁或非共振光的应用。虚光子过程在重正化狄拉克质量中起着关键作用，从而导致在外尔点处带隙消失的拓扑半金属。目前的机制，通过非共振光是完全不同的，通过共振光，后者最近被建议引起的Floquet拓扑状态在普通带绝缘体。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk single crystal growth of the theoretically predicted magnetic Weyl semimetals $R$AlGe ($R$ = Pr, Ce)
我们探索了两种方法的理论上提出的磁性Weyl半金属$R$ AlGe（$R$ = Pr，Ce），这证明了一个浮区技术，坩埚和助焊剂的自由，是至关重要的，以获得理想的化学计量的$R$ AlGe晶体的单晶生长。相比之下，通过助熔剂生长技术生长的晶体往往富含Al。我们进一步提出了结构和元素分析，以及体磁化强度和电阻率数据的浮区技术制备的晶体。具有预期的1：1：1化学计量比的两个系统在预期的极性I4 $_{1}$ md（No.109）空间群中结晶，尽管两者都没有显示理论上预期的铁磁基态。相反，PrAlGe在16 K以下显示出自旋玻璃状转变，具有易c轴，CeAlGe在5 K以下具有易ab平面反铁磁有序。生长的晶体提供了一个理想的平台，微观研究的磁场可调相关物理涉及磁性和拓扑Weyl节点。
2019-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Dirac and Weyl Semimetal in XYBi (X=Ba, Eu; Y=Cu, Ag and Au)
Weyl和Dirac半金属由于其新颖的性质，近年来引起了人们的广泛关注.结合第一性原理计算和有效模型分析，我们预测了BaYBi（Y=Au，Ag和Cu）化合物是Dirac半金属.至于磁性化合物EuYBi，虽然时间反演对称性被破坏，但它们的长程磁序不能将狄拉克点分裂成成对的Weyl点。但我们认为Ba离子部分取代Eu离子可以实现Weyl半金属。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl Ferroelectric Semimetal
铁电金属和外尔半金属（WSM）的发现引发了一个自然的问题：这两种奇异的物质状态是否可以共存于一种材料中。这两个发现向我们保证，在物理上这是可能的，因为它们都有相同的必要条件，即破缺的反转对称性。在这里，通过使用第一性原理计算，我们证明了实验合成的HgPbO $_3$代表这样的混合“\emph{Weyl ferroelectric semimetal}“的一个独特的例子。其中心对称的$R\bar{3}c$相将经历铁电相变到铁电$R3c$结构。两个相都是金属的，并且铁电相具有33 $μ$ C/cm $^2$的自发极化。最重要的是，它还在费米能级附近具有六对手性Weyl节点，成为氧化物WSM。结构对称性破缺相变引起拓扑相变。HgPbO $_3$中铁电性和Weyl节点的共存是探索多相相互作用和相互控制的理想平台。外脉冲电场可以调控外尔节点的生长，这在拓扑电子和铁电集成器件中具有潜在的应用前景。
2016-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Topological negative refraction of surface acoustic waves in a Weyl phononic crystal
反射和折射发生在两种不同介质的界面上。这两个基本现象形成了制造各种波元件的基础。具体地说，折射，现在被称为正折射，出现在相对于入射的界面法线的相对侧。根据Veslago 6的预测，在人造材料中观察到了相反的同一侧出现的负折射1 -5，这刺激了许多有趣的应用，如超分辨率成像7。在这里，我们报告的第一个发现的负折射的拓扑表面弧状态的Weyl晶体，实现了空气中的声音在一种新的木材堆声子晶体。界面是一维的边缘，分离不同的晶体面。通过定制这样的外尔声子晶体的表面终端，可以精细地设计表面声波的开放等宽轮廓以产生负折射，以对比在相同样品中实现的正对应物。与传统的界面现象显著不同的是，可以通过利用表面等值线轮廓的开放性质来禁止不需要的反射，这是Weyl晶体的拓扑保护表面标志8 -12。
2018-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Topological Materials Discovery from Crystal Symmetry
拓扑材料的发现在过去的15年中以快速的速度发展，在第一个拓扑拓扑绝缘体（TI），拓扑晶体绝缘体（TCI）和3D拓扑半金属（TSM）的识别之后。最近，通过完整的分析，允许的能带结构-包括拓扑量子化学（TQC）的理论-研究人员已经确定了晶体对称性增强威尔逊环和完整的基于拓扑相的指标，导致发现更高阶的TCI和TSM。TQC和相关方法在高通量材料发现中的最新应用已经揭示，超过一半的已知化学计量的、固态的、异质结材料在费米能级上是拓扑的，超过85%的已知化学计量的材料具有能量隔离的拓扑带，并且在已知材料中的能量隔离带中的略低于$2/3$的具有TI或TCI的稳定拓扑。在这篇评论中，我们调查拓扑电子材料发现在结晶固体从第一个2D和3D TI的预测最近推出的方法，促进了大规模的搜索拓扑材料。我们还讨论了未来的场地，为识别和操纵的固态拓扑相，包括电荷密度波化合物，磁性材料，和二维少层设备。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current jetting distorted planar Hall effect in a Weyl semimetal with ultrahigh mobility
在具有双迁移率的半导体材料TaP中观察到巨平面霍尔效应和各向异性磁电阻效应。垂直电阻率（即，垂直于电流施加的平面磁场）远远超过零场电阻率，这因此排除了负纵向磁阻的可能起源。巨PHE/AMR最终归因于大的各向异性的轨道磁电阻，源于磁迁移率。此外，迁移率增强的电流喷射效应被发现强烈变形的曲线的线形，和他们的演变与变化的磁场和温度也进行了研究。虽然巨大的PHE/AMR表明在自旋电子学中有前景的应用，但增强的电流喷射显示了硬币的另一面，这需要在未来的器件设计中加以考虑。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Crystallographic defects in Weyl semimetal LaAlGe
Inha University（仁荷大学）；University of Delaware（特拉华大学）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究LaAlGe拓扑半金属中晶体缺陷对电导和输运特性的影响，发现Al和Ge相关缺陷通过替代形成抗位错，导致电子掺杂并影响化学势移位。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Extremely large magnetoresistance induced by hidden three-dimensional Dirac bands in nonmagnetic semimetal InBi
在半金属铟铋中发现了极大的正磁阻效应。使用几个单晶具有不同的剩余电阻率比（RRRs），我们发现，XMR强烈依赖于RRR（样品质量）。假设这些单晶中的有效质量m* 和载流子浓度没有变化，这种依赖性可以用半经典双载流子模型来解释。包括自旋轨道相互作用（SOI）的第一性原理计算揭示了InBi在M和R点具有补偿载流子平衡和SOI诱导的“隐藏”三维（3D）狄拉克带。由于小的m* 和大的载流子迁移率将被实现，这些隐藏的3D狄拉克带应该在InBi中的XMR中发挥重要作用。我们建议，这一功能可以作为一种新的策略，用于创建XMR半金属。
2018-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
All Topological Bands of All Nonmagnetic Stoichiometric Materials
拓扑量子化学和基于对称性的指示剂促进了在费米能（$E_{F}$）处具有拓扑性质的材料的大规模搜索。我们报告了在无机晶体结构数据库的96，196个可处理条目中，在所有位于和远离$E_{F}$的带中的稳定和脆弱拓扑结构的公开可访问目录的完成。我们的计算代表了已知的超导材料的能带拓扑结构的完成，并使重复拓扑和超拓扑材料，其中包括菱面体铋和Bi $_2$ Mg $_3$的发现成为可能。我们发现，52.65%的所有材料是拓扑在$E_{F}$，大约$2/3$的带在所有材料表现出稳定的拓扑结构，87.99%的所有材料包含至少一个稳定或脆弱的拓扑带。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of anisotropic Adler-Bell-Jackiw anomaly in type-II Weyl semimetal WTe$_{1.98}$ crystals at the quasi-classical regime
第二类外尔半金属中的非对称电子色散理论上具有各向异性输运性质。在费米能级精细调整的WTe $_{1.98}$晶体中，我们观察到了显著的各向异性Adler-Bell-Jackiw（ABJ）反常。沿WTe $_{1.98}$ a轴和b轴的量子数$C_w$（表示ABJ异常强度的系数）在2 K时分别为0.030和0.051 T $^{-2}$。我们发现温度敏感的ABJ异常归因于从第二类Weyl半金属到平凡半金属的拓扑相变，这是通过第一性原理计算使用实验确定的晶格参数在不同温度下验证.理论电输运研究表明，在WTe $_{1.98}$中沿a轴和b轴的各向异性ABJ的观测结果是准经典电输运的结果.我们的工作表明，电子掺杂的WTe $_2$是一个理想的游乐场，探索新的性质在II型外尔半金属。
2016-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence of giant chiral magnetic effect in type-II Weyl semimetal WP$_{2+δ}$ crystals
手征磁效应是相对论性外尔费米子在外加磁场B和外加电场E作用下，由于量子涨落而导致其手征对称性破缺的一种量子现象。直觉上，具有不同手性的外尔费米子，在B_2E和B的刺激下，将具有不同的化学势，从而产生额外的电流，其作用类似于固体中的手性电池。然而，到目前为止，手征磁效应的实验证据是负纵向磁电阻，而不是手征电源。与以往报道完全不同的是，在E与B的失调角小于20 ° $^\circ$，温度<30 K，外加电流E<50 mA的条件下，我们观察到了Ⅱ型Weyl半金属WP $_{2+δ}$的巨手征磁效应：负电阻率和相应的电压-电流曲线位于第2 - 4象限。从宏观Chern-Simon-Maxwell方程出发，将WP $_{2+δ}$中观察到的巨手征磁效应归结为手征Weyl-费米子量子态的相干时间比Drude输运弛豫时间高出两阶.本工作证明了外尔半金属中的巨手征磁/手征电池效应。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a controllable Weyl semi-metallic phase in inversion-asymmetric BiSb
最近在非磁性晶体中实验实现了长期寻找的外尔费米子，极大地激励了凝聚态物理学家寻找支持外尔费米子的材料。外尔费米子似乎对未来的电子学非常有前途，通常被称为外尔电子学。在这里，通过第一性原理计算，我们报告了一个化学计量的晶体结构的BiSb的空间反转对称性破缺。这种结构是绝缘体，并具有非平凡的带拓扑结构。我们观察到压力驱动的外尔半金属相变在这个晶体结构。所得Weyl半金属相存在于4.0 - 6.0 GPa压力范围内。我们发现在布里渊区存在6对外尔点，即6个单极子和6个反单极子。具有相反手性的外尔点位于不同的能量值，产生单独的电子和空穴费米面。此外，当利用压力和电场之间的相互联系时，大块BiSb化合物的自旋织构似乎是电可控的。这产生了新的可操纵的拓扑输运性质，在这个系统中，这是非常有前途的实施这种材料在下一代Weyltronics和自旋电子器件。
2016-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck Effect in Nonmagnetic Excitonic Insulators
我们提出了一个自旋Seebeck效应归因于激子凝聚在一个半导体绝缘体的机制。我们分析了强耦合极限下半满双轨道哈伯德模型中的晶场分裂。在这个模型中，晶场和电子关联之间的竞争导致了激子绝缘态，其中两个轨道自发杂化。利用广义自旋波理论和玻尔兹曼输运方程，我们发现在没有磁场的激子绝缘态中，可以观察到由热梯度产生的自旋电流。自旋Seebeck效应起源于自旋分裂集体激发模式，尽管基态没有表现出任何磁有序。这种奇特的现象是激子绝缘态所固有的，激子绝缘态的序参量是时间反转的奇数，并且产生集体激发模的自旋分裂。我们还发现，自旋电流强烈增强，其方向是在附近的相变到另一个磁有序相反转。我们认为，目前的现象可能是观察到的钙钛矿钴与GdFeO $_3$型晶格畸变。
2020-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Weyl fermions and Fermi arcs in magnetized topological crystalline insulators
基于$k\cdot p$分析和实际紧束缚计算，我们发现磁性掺杂（Mn，Eu，Cr等）的Weyl半金属可以实现时间反转破缺。Sn $_{1-x}$ Pb $_x$（Te，Se）类拓扑晶体绝缘体。所有的外尔点在动量空间中分离得很好，并且由于高度的晶体对称性而具有几乎相同的能量。此外，外尔点和费米弧都可以通过改变Pb/Sn成分、压力、磁化强度、温度、表面电势等来高度调谐，开启了操纵外尔点和重新连接费米弧的可能性。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of the Single-pair-Weyl Phonons with the Maximum Charge Number in Acoustic Crystals
观测最大电荷的外尔声子和设计一种仅含单对外尔声子的真实材料结构一直是拓扑物理领域的两大挑战。在此，我们成功地设计了一种声学晶体，首次实现了最大电荷量的单对波导。我们对声学带色散的理论模拟表明，在时间反演对称性（$\cal T$）和点群对称性的保护下，一个电荷为-4的WP（$\mathcal{C}=-4$）和另一个电荷为$\mathcal{C}=+4$的WP分别位于高对称点$Γ$和R，没有任何其他类型的WP。此外，本文所得到的单对WPs是用最简单的两带模式设计的，并且在实验中可以清楚地观察到相关的四螺旋费米面，因为它们没有被任何体带覆盖，也没有被其他类型的WPs杂化。我们的理论研究结果为实验工作者提供了一个研究最大电荷单对WPs拓扑性质的可靠的声学晶体。
2022-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Chirality locking charge density waves in a chiral crystal
在Weyl半金属中，电荷密度波（CDW）序可以自发地破坏手征对称性，使Weyl节点空出来，并驱动材料进入轴子绝缘相。然而，由于CDW在Weyl半金属中很少见到，因此调查受到限制。在这里，使用扫描隧道显微镜/光谱学，我们报告了一个新的单向CDW顺序手性晶体CoSi的（001）表面上的发现-一个独特的Weyl半金属与非常规手性费米子。CDW与晶格动量和晶体对称方向都不相称，并且在层堆叠方向上表现出单位晶胞内π相移。隧穿谱显示了一个粒子-空穴不对称的V形能隙周围的费米能级，空间调制的CDW波矢量。结合第一性原理计算，我们确定了CDW是锁定的晶体手性和相关的两个对映体的手性晶体之间的镜面反射。我们的研究结果揭示了一种新的相关拓扑量子态在手性CoSi晶体和提高实现轴子绝缘体和探索前所未有的物理行为的非常规手性费米子的潜力。
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Weyl Physics and Planar Defects in Semimetals TaP and TaAs
我们报告的Weyl半金属TaAs和TaP的结构研究，利用衍射和成像技术，在那里我们发现，它们包含高密度的缺陷，导致非化学计量的两种半金属单晶。尽管观察到的缺陷和非化学计量的样品生长使用的技术已经在文献中报道，德哈斯-范阿尔芬测量显示量子振荡和高载流子迁移率，表明晶体的质量与其他地方报道的。电子结构的计算表明，随着空位和层错的引入，外尔点相对于费米能级的位置发生了变化。在空位的情况下，费米面变得相当改变，而堆垛层错对电子结构的影响是允许外尔口袋保持接近费米面。在非化学计量晶体中的量子振荡的观察和在具有堆垛层错的晶体中费米表面附近的Weyl费米子口袋的持久性指出了这些材料中这些量子现象的鲁棒性。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetal phase in non-centrosymmetric transition metal monophosphides
基于第一性原理计算，我们证明了包括TaAs、TaP、NbAs和NbP在内的一类半导体材料都是无反转中心的Weyl半金属（WSM）。我们发现，在整个布里渊区（BZ）的12对外尔点的每一个。在没有自旋-轨道耦合（SOC）的情况下，镜像不变平面中的带反转导致能量-动量色散中的无隙节环。这些材料中的强SOC然后在镜像平面中打开全部间隙，产生非零镜像陈氏数和离开镜像平面的外尔点。在（001）和（100）表面上得到的表面态费米弧结构也显示出有趣的形状，为未来的实验研究指出了迷人的游乐场。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of quadruple Weyl point in hybrid-Weyl phononic crystals
Weyl半金属的发现为物理学中寻找拓扑半金属打开了大门。外尔点通常被认为是常规的、二次的、自旋为1的以及具有高拓扑荷的外尔点。在这里，我们报告的观察四重外尔点的电荷4，最高的拓扑电荷的双重退化节点可以携带。除了四重外尔点之外，声子半金属还具有常规外尔点、二次外尔点和自旋1外尔点，这是一个具有最丰富类型外尔点的系统。四螺旋面的表面状态，具体到四重外尔点，被证明。高电荷Weyl点的发现丰富了Weyl半金属的理论知识，并可能激发其他系统的相关研究，如光子系统、机械系统和冷原子系统。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploration of growth conditions of TaAs Weyl semimetal thin film by pulsed laser deposition
针对PLD生长TaAs薄膜时As挥发导致化学计量失衡的问题，本研究利用GaAs衬底的As扩散补充As，获得TaAs相，为外尔半金属功能器件薄膜制备提供有效方法。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci
T$_{d}$ to 1T$^{\prime}$ structural phase transition in WTe$_{2}$ Weyl semimetal
利用单晶体上的弹性中子散射和粉末X射线衍射测量研究了Weyl半金属WTe $_{2}$的晶体结构随温度的变化。常压下，在$\sim$ 565 K附近观察到从低温正交相（T $_{d}$）到高温单斜相（1 T $^{\prime}$）的急剧转变。与MoTe $_{2}$不同，从T $_{d}$到1 T $^{\prime}$的固-固转变在没有中间T $_{d}^{*}$相的晶胞加倍的情况下发生，其中具有AABB（或ABBA）层堆叠。然而，在粉末中，从T $_{d}$到1 T $^{\prime}$相的热转变被加宽，并且观察到两相共存直到700 K，远高于结构转变。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-enforced topological band crossings in orthorhombic crystals: Classification and materials discovery
我们确定了所有的自旋-轨道耦合和非自旋-轨道耦合的斜方晶体中的电子强迫带交叉，并讨论了它们的拓扑性质。我们发现，正交晶体可以主机大量不同的带简并，包括可移动的外尔和狄拉克点与沙漏色散，四倍双外尔点，外尔和狄拉克节线，几乎可移动的节线，节链，拓扑节面。有趣的是，在空间群18、36、44、45和46中的自旋轨道耦合材料可以具有在整个布里渊区中只有两个外尔点的带对。这导致费米弧的连接性更简单，并且比具有四个或更多外尔点的材料具有更明显的拓扑响应。此外，我们表明，空间群56，61和62的对称性，强制非平凡的弱$\mathbb{Z}_2$拓扑结构的材料具有强的自旋轨道耦合，导致螺旋表面状态。有了这些分类结果在手，我们进行广泛的数据库搜索正交材料结晶在相关的空间群。我们发现Sr $_2$ Bi $_3$和IrPDMATHABMN Si具有跨越费米能的带，具有对称性强制的非平凡的$\mathbb{Z}_2$不变量，CuIrB在费米能附近具有节链，Pd $_7$ Se $_4$和Ag $_2$ Se表现出四重双外尔点，即使在没有自旋轨道耦合的情况下，后一个也是如此，而AuTlSb的四重简并是由相交的节线组成的。对于这些例子中的每一个，我们计算从头算能带结构，讨论它们的拓扑结构，并在某些情况下还计算表面状态。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Single-pair charge-2 Weyl-Dirac composite semimetals
State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology & Hebei Key Laboratory of Microstructural Material Physics, School of Science, Yanshan University（燕山东亚大学理学院亚稳态材料科学与技术国家重点实验室与微观结构材料物理河北省重点实验室）
研究探讨了单个Weyl点与Dirac点能否共存于电子系统，通过磁空间群分类发现特定条件下的晶格结构可支持该态，并在SDHBN-B₂₈中预测出具有电荷2的Weyl点和Dirac点。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Weyl Semimetal Phase in a Kagome Crystal
外尔半金属是一种晶体固体，它含有相对论性外尔费米子，并且在其电子结构中具有特征性的表面费米弧。具有破缺时间反转对称性的外尔半金属很难明确地识别。在这项工作中，使用角分辨光电子能谱，我们可视化的铁磁晶体Co3Sn2S2的电子结构，并发现其特征的表面费米弧和线性体带分散在Weyl点。这些结果确立了Co3Sn2S2作为磁性Weyl半金属，可以作为实现诸如手征磁效应、异常大的反常霍尔效应和量子反常霍尔效应等现象的平台。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of magnetic and noncentrosymmetric Weyl fermion semimetal states in the R-Al-X family of compounds (R=rare earth, Al=aluminium, X=Si, Ge)
外尔半金属是一种新的拓扑导体，它含有外尔费米子作为涌现准粒子。虽然高能物理中的外尔费米子被严格定义为狄拉克方程的无质量解，并由洛伦兹对称唯一固定，但一般拓扑金属没有这样的约束。具体来说，外尔准粒子可以通过打破空间反演（$\mathcal{I}$）或时间反演（$\mathcal{T}$）对称性而产生。它们可以遵守洛伦兹对称性（I型），也可以强烈违反洛伦兹对称性（II型）。到目前为止，不同类型的外尔费米子被预测只出现在不同种类的材料中。在本文中，我们提出了一个重大的材料突破，通过确定在RAlX（R=稀土，铝，X=锗，硅）家庭，可以实现所有不同类型的紧急外尔费米子（$\mathcal{I}$ -打破，$\mathcal{T}$-打破，I型或II型），根据稀土元素的适当选择的一大类外尔材料。具体地，RAlX可以是铁磁的、非铁磁的或反铁磁的，并且Weyl费米子的电子能带拓扑和拓扑性质可以被调谐。无与伦比的可调性和大量的化合物使RAlX家族的化合物成为一个独特的外尔半金属类，用于探索与传输，光谱和基于设备的实验中不同类型的涌现外尔费米子相关的广泛拓扑现象。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Topological photonic crystal with equifrequency Weyl points
三维光子晶体中的外尔点在动量空间中表现为Berry通量的单极子。在这里，一般的对称性分析的基础上，我们表明，一个最小数量的四个相关的（因此equiforms）Weyl点可以实现在时间反演不变的光子晶体。我们进一步提出了一种实验上可行的方法来修改双螺旋光子晶体，以实现四个等距Weyl点，这是明确证实了我们的第一性原理光子带结构计算。值得注意的是，具有相等Weyl点的光子晶体在包括角度选择性、频率选择性、不可见性隐身和三维成像的应用中具有定性优势。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-dimensional Topological Semimetals Protected by Symmorphic Symmetries
二维（2D）带交叉半金属（BCSM）可用于构建一系列新颖的纳米级器件，如超透镜和晶体管。我们发现，与先前提出的由非对称对称性保护的2D基本BCSM不同，对称对称性可以保护新型的鲁棒2D BCSM [Young等人，物理修订版信函115，126803（2015）]。这种类型的对称对称性保护（SSP）的2D基本BCSM不能对湮灭而不破坏晶体对称性，而不是由意外的带交叉引起的2D BCSM。通过群论分析，我们发现2D SSP BCSM只能存在于四个层组的布里渊区（BZ）的K（K '）点，并确定了2D SSP BCSM的候选者是2D FeB 2。有趣的是，2D SSP BCSM可以拥有一对带交叉点（BCP），而3D Weyl半金属（WSM）至少有两对带交叉Weyl点。发现单对BCP对任何种类的菌株都是稳健的。此外，我们的计算表明，基本的2D SSP BCSM可以用来实现电场控制的自旋织构，因此是自旋电子器件的有希望的候选人。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Topological classification under nonmagnetic and magnetic point group symmetry: Application of real-space Atiyah-Hirzebruch spectral sequence to higher-order topology
我们分类时间反转破缺（A类）spinful拓扑晶体绝缘体与晶体非磁性（32种）和磁性（58种）的点群。该分类包括所有可能的受点群对称性保护的磁性拓扑晶体绝缘体。尽管拓扑绝缘体的分类已知是由动量空间中的$K$理论给出的，但在存在复杂晶体对称性的情况下，计算$K$理论一直是一项困难的任务。这里我们考虑实空间中的$K$ -同调，而不是动量空间中的$K$ -理论，两者给出了相同的拓扑分类.我们应用Atiyah-Hirzebruch谱序列（AHSS）计算了$K$ -同调，这是一个计算广义（上）同调的数学工具.在实空间图像中，AHSS同时自然地给出了高阶拓扑绝缘体的分类。通过解决组扩展问题的基础上的物理参数的AHSS，我们完全确定可能的拓扑相位，包括高阶的每个点群。不同的高阶拓扑相位之间的关系进行了讨论的AHSS在$K$ -同源。我们发现，在某些量子点群和磁点群中，由两个$\mathbb{Z}_2$构成的二阶拓扑绝缘体的叠层可以光滑地变形为非平凡的四阶拓扑绝缘体，这意味着在AHSS中存在非平凡的群扩张.
2019-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identification of chirality of chiral multifold fermions in anti-crystals
倒易空间中手征多重费米子的手征性与实空间中晶格结构的手征性有关。在这项工作中，我们提出了一个策略，通过二阶光输运检测和识别反手性多重费米子在双折射系统。手征晶体通过反演操作相关联，并且不能通过任何实验操作彼此重叠，并且对于给定的k点，晶体中的手征多重费米子具有相反的手征性。由手征费米子主导的二阶电荷电流的符号变化表示手征的变化。这种策略可以有效地利用体输运来研究倒易空间和实空间中手征性之间的关系。
2020-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Twofold quadruple Weyl nodes in chiral cubic crystals
传统的外尔节点是携带单位电荷的双重能带交叉，它可以存在于具有平移对称性保护的凝聚态系统中。非常规外尔节点是携带大于1的量子化电荷的双重/多重带交叉，它们的存在需要额外的晶体对称性的保护。对非常规Weyl节点的研究已经非常全面，如Chern数为C=2/C=3的二重Weyl节点和C=4的四重/六重Weyl节点。而在本文中，我们提出了一个新发现的双重非常规Weyl节点，C=4，它可以存在于任何具有整数自旋的手征立方系统中。这种二重四重Weyl结沿[111]方向具有立方能带色散，考虑自旋轨道耦合后将演化为四重四重Weyl结。在本文中，我们穷尽了所有可能的手征三次空间群和相应的k-点，它可以有两重四重Weyl节点。我们还提出了一系列的LaIrSi型材料，都有两个四重Weyl节点的电子系统和声子谱。
2020-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of crystal symmetries and Weyl nodes on high-harmonic generation in Weyl semimetal TaAs
本研究提出Jones矩阵理论框架，揭示Weyl半金属TaAs中高次谐波产生受激光-晶体共享旋转对称性支配，而非Weyl节点拓扑，表明HHG不适用于探测拓扑特征，但为对称性探测和偏振控制奠定基础。
2024-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Weyl phonons in chiral crystals
本研究揭示手性晶体中Weyl声子与手性声子相互纠缠，阐明二者陈数与赝角动量的内在关联，提出拉曼散射技术验证Weyl声子并首次观测到受阻声子表面态。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-driven Weyl-Kondo Semimetal Phase in WTe$_2$
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文报道在非磁性II型Weyl半金属WTe$_2$中，无序驱动了各向异性Kondo屏蔽和自发霍尔效应，揭示了无序诱导的Weyl-Kondo费米子相。
2025-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge/Spin Supercurrent and the Fulde-Ferrell State Induced by Crystal Deformation in Weyl/Dirac Superconductors
在Weyl/Dirac金属和超导体中，通过晶体形变可以产生出射手征磁场。出现的领域引起的手征异常现象的情况下，外尔半金属与通常的电磁场。本文利用从准经典Eilenberger形式导出的Ginzburg-Landau方程，阐明了手征磁场对Weyl/Dirac超导体中库珀对的影响.研究发现，在Weyl/Dirac超导体中，库珀对受到手征磁场的强烈影响，手征磁场产生的赝洛伦兹力稳定了Fulde-Ferrell态，并产生了平行于手征磁场的电荷/自旋超电流.这种效应类似于外尔半金属的手征磁效应。此外，我们还阐明了手征磁场既不产生迈斯纳效应，也不产生涡旋态。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Dirac-Weyl semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl fermions in polar hexagonal $ABC$ crystals
我们提出，非中心对称的LiGa Ge型六方$ABC$晶体SrHgPb实现了一种新型的拓扑半金属，主机的狄拉克和外尔点在动量空间。由于能带反转，受保护的狄拉克点出现在六重旋转$z$轴上，而六对与六重对称相关的外尔点位于垂直的$k_z=0$平面上。通过研究的电子结构作为一个函数的屈曲的汞铅层，这是起源的反演对称性破缺，我们建立的狄拉克和Weyl费米子的共存定义了一个阶段分离两个拓扑不同的狄拉克半金属。这两种狄拉克半金属的区别在于$k_z=0$平面的$\mathbb{Z}_2$指数和侧表面上相应的二维狄拉克费米子的存在或不存在。我们正式我们的第一性原理计算推导和研究的低能量模型描述的Dirac-Weyl半金属相的哈密顿量。最后，我们提出了其他几种材料的非中心对称的$ABC $材料类，特别是SrHgSn和CaHgSn，作为候选人实现Dirac-Weyl半金属。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional spin Hall effects in nonmagnetic solids
直接和反向自旋霍尔效应是利用电子自旋作为信息载体的新型应用的核心，允许产生自旋电流并通过电压检测它们。在标准排列中，外加电场诱导出具有垂直自旋极化的横向自旋电流。虽然常规的自旋霍尔效应通常用于自旋轨道转矩或自旋霍尔磁阻实验，但根据特定需要配置电子器件的可能性非常有限。在这里，我们研究非常规的自旋霍尔效应，具有相同的起源作为传统的，但只表现在低对称性的晶体中的自旋极化，自旋电流和电荷电流不强制正交。基于对所有230个空间群的对称性分析，我们已经确定了可能表现出不寻常的电荷-自旋转换构型的晶体结构。最相关的几何形状进行了更详细的探讨，特别是，我们分析了共线组件产生横向电荷和自旋电流与自旋极化平行于其中之一，以及纵向的，其中电荷和自旋电流是平行的。此外，我们还证明了通过外加电场对晶体对称性的可控破坏，可以诱导出非常规的自旋霍尔效应，这为利用电场对自旋注入和探测进行外部调谐提供了一种新的思路.这些结果已被自旋电子学相关的各种材料的密度泛函理论计算所证实。我们相信，我们的研究结果将刺激进一步的计算和实验研究的非常规自旋霍尔效应。
2023-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-throughput screening for Weyl Semimetals with S$_{4}$ Symmetry
基于不可约表示（或对称本征值）和相容关系，材料可以被预测为拓扑/平凡绝缘体[满足相容关系]或拓扑半金属[违反相容关系]。然而，Weyl半金属通常超越这种基于利润的战略。换句话说，外尔节点可以出现在一种材料中，无论它的占用带是否满足相容关系，或者对称性指标是否为零。在这项工作中，我们提出了一个新的拓扑不变$χ$的系统与S $_4$对称性[即，不适当的旋转S $_4$（$\equiv$ IC $_{4z}$）是适当的四重旋转（C $_{4z}$），随后是反转（I）]，其可用于诊断Weyl半金属相。此外，$χ$可以很容易地通过一维威尔逊环技术计算。将该方法应用于第一性原理计算的高通量筛选中，预测了大量的磁性和非磁性化合物中的Weyl半金属。各种有趣的性质（例如磁阻挫效应，超导性和自旋玻璃序等）在预测的外尔半金属中发现，这为未来外尔费米子和其他奇异态之间相互作用的实验研究提供了现实的平台。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intertwined Weyl phases emergent from higher-order topology and unconventional Weyl fermions via crystalline symmetry
我们发现三维交织的Weyl相，通过发展一个理论来创建拓扑相。该理论是基于交织现有的拓扑间隙和无间隙的阶段保护相同的晶体对称性。相互缠绕的外尔相具有非常规外尔半金属（外尔电荷>1）和高阶拓扑相的特征，更重要的是，它们具有奇异的相互缠绕。虽然这两个相是独立稳定的相同的对称性，它们的纠缠的结果，在特定的分布，他们在散装。该构造机制允许我们将不同种类的非常规Weyl半金属相和高阶拓扑相结合以产生不同的相。值得注意的是，在2D表面上，纠缠导致费米弧拓扑结构以周期性的模式改变表面方向。该特征提供了特征性的和可行的签名以探测交织的Weyl相。此外，我们提供了寻找候选材料的指导方针，并详细阐述了在冷原子实验中模拟交织的双外尔相。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fully spin-polarized double-Weyl fermions with type-III dispersion in quasi-one dimensional materials X2RhF6 (X=K, Rb, Cs)
双外尔费米子作为一种新的拓扑态，在量子材料中得到了广泛的研究。本文基于密度泛函理论和对称性分析，提出了在铁磁材料X_2RhF_6（X= K，Rb，Cs）中实现全自旋极化双Weyl费米子.这些材料具有半金属基态，其中只有来自自旋下降通道的能带存在于费米能附近。如果不考虑自旋轨道耦合（SOC），自旋下降带形成一对三重简并节点（TDNP）。在SOC下，一个TDNP分裂成两个沿两个动量方向具有二次色散的双Weyl点，它们受到三重旋转（C3）对称性的保护。与大多数双外尔半金属不同，这里提出的外尔点具有III型色散，其中一个交叉带是鞍形的。建立了一个有效的模型，该模型很好地描述了Weyl点的性质。这些外尔点是完全自旋极化的，并且在表面光谱上具有双费米弧的特征。通过晶格应变破坏C3对称性可以将一个双外尔点移动到一对II型单外尔点。X2RhF6材料是研究铁磁系统中III型双Weyl费米子的新性质的理想材料，在自旋电子学中也有潜在的应用前景。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
