本文利用中子散射研究拓扑半金属 YbMnSb2 的磁激发,发现 Mn 局域磁矩与狄拉克费米子耦合更强,且层间交换作用比 Bi 同类化合物大五倍。
摘要:
我们报告了对 YbMnSb$_2$ 的中子散射测量,这些测量为磁矩的性质及其与狄拉克费米子的相互作用提供了新的认识。利用半极化中子衍射,我们测量了顺磁相中场诱导的磁化分布,发现磁矩很好地局域在 Mn 原子上。利用三轴中子散射,我们测量了反铁磁有序相中整个布里渊区内的磁振子谱,并通过线性自旋波理论确定了主要的交换相互作用。分析表明,层间交换作用比几种含 Bi 而非 Sb 的相关化合物中的层间交换作用大五倍。我们认为,Mn 局域磁矩与拓扑能带态之间的耦合在 YbMnSb$_2$ 中比在 Bi 化合物中更为重要。
英文摘要:
We report neutron scattering measurements on YbMnSb$_2$ which shed new light on the nature of the magnetic moments and their interaction with Dirac fermions. Using half-polarized neutron diffraction we measured the field-induced magnetization distribution in the paramagnetic phase and found that the magnetic moments are well localised on the Mn atoms. Using triple-axis neutron scattering we measured the magnon spectrum throughout the Brillouin zone in the antiferromagnetically ordered phase, and we determined the dominant exchange interactions from linear spin-wave theory. The analysis shows that the interlayer exchange is five times larger than in several related compounds containing Bi instead of Sb. We argue that the coupling between the Mn local magnetic moments and the topological band states is more important in YbMnSb$_2$ than in the Bi compounds.
THz range Faraday rotation in the Weyl Semimetal Candidate $\mathrm{Co_2TiGe}$
铁磁Heusler合金的$\mathrm{Co_2}$家族由于其完全自旋极化的性质而引起了人们的兴趣,使其成为自旋电子器件中的理想应用。最近,在这些系统中预测并证实了费米能级附近的室温时间反演破坏外尔节点的存在。由于这些Weyl节点的存在,这些系统具有非零的动量空间Berry曲率,可以显着影响输运性质,如异常霍尔效应。这些候选化合物之一是$\mathrm{Co_2 Ti Ge}$。近来,高质量的$\mathrm{Co_2 Ti Ge}$的分子束外延生长薄膜已经变得可用。在这项工作中,我们提出了太赫兹范围的测量分子束外延生长的$\mathrm{Co_2 Ti Ge}$薄膜。我们测量了太赫兹范围的法拉第旋转,这可以理解为异常霍尔效应的测量。我们补充这项工作与电子能带结构计算表明,该材料中的异常霍尔效应的主要贡献源于材料的Berry曲率。我们的工作表明,这类Heusler材料显示外尔半金属为基础的自旋电子学的承诺。
Molecular beam epitaxy of three-dimensionally thick Dirac semimetal Cd3As2 films
拓扑狄拉克半金属量子输运研究的快速进展,包括二维Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$样品中量子霍尔效应的观测,揭示了高质量三维样品中更有趣的量子输运性质.然而,很难获得具有低载流子密度和高电子迁移率的这种3D Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$膜。在这里,我们报告的三维厚的Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$薄膜的生长和表征采用分子束外延。在低载流子密度($\textit{n} = 5$ $\times$ 10 $^{16}$ cm $^{-3}$)下实现了所报道的膜样品中的最高电子迁移率($μ$ = 3 $\times$ 10 $^{4}$ cm $^{2}$ /Vs)。在磁输运测量中,尽管是3D厚膜($\textit{t} = 120$ nm),但通常观察到霍尔平台状结构。另一方面,场角依赖性的高原状结构和相应的Shubunikov-de Haas振荡,而显示了3D功能,这表明非常规的磁轨道的外观,也不同于由半经典Weyl轨道方程所描述的。
Microscopic magnetic phase evolution in the Weyl semimetal Mn$_3$Sn revealed by $μ^+$SR
KTH Royal Institute of Technology(皇家理工学院);Uppsala University(乌普萨拉大学);PSI Center for Neutron and Muon Sciences CNM(瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心);University of Luxembourg(卢森堡大学);Forschungszentrum Jülich GmbH(于利希研究中心有限公司);TRIUMF(特利昂夫实验室);Institut Laue-Langevin(朗之万-桂良研究所);RWTH Aachen(亚琛工业大学)
Higher-order Weyl nodes driven by helical magnetic order in EuAgAs
Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)(科学技术研究局);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子科技中心);Hunan Normal University(湖南师范大学);University of Oxford(牛津大学);Institut Laue-Langevin(朗之万研究所);Diamond Light Source(钻石光源);École Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院);University of Macau(澳门大学)
Hybridization between surface flat bands and bulk bands in the topological nodal-line semimetal Sn$_{0.15}$NbSe$_{1.75}$ probed via soft-point-contact spectroscopy
Emergence of a hidden-order phase well below the charge density wave transition in a topological Weyl semimetal (TaSe$_4$)$_2$I
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学文化研究所);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);National Institute of Science Education and Research Bhubaneswar(布巴内斯瓦尔国立科学教育研究中心);Birla Institute of Technology and Science, Pilani-Dubai Campus(比拉理工学院,迪拜校区)
Anomalous Hall Response Induced by Correlated Disorder in the Breathing Kagome Lattice Mn$_{3}$Sn
Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Brigham Young University(杨百翰大学);Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室)
Nonmagnetic ground state, Crystal field effects and Heavy-fermion behaviour in the Remeika Phase: Pr$_3$Ir$_4$Ge$_{13}$
本文报道了准方钴矿化合物Pr $_3$ Ir $_4$ Ge $_{13}$的磁性、电子和输运性质,测量了它们的磁化率$χ(T)$、电阻率$ρ(T)$、比热$C_p(T)$、热导率$κ(T)$、热电势$S(T)$和霍尔系数$R_\mathrm{H}(T)$. Pr $_3$ Ir $_4$ Ge $_{13}$在低至1.9 K时不显示任何相变。磁测量和比测量表明,该系统具有晶体电场单重态基态,它与第一激发态的距离约为37 K。$ρ(T)$在整个研究温度范围内表现出负的电阻温度系数,这可以用Mott的杂质带导电机制来解释。$R_\mathrm{H}(T)$的测量结果表明,Pr $_3$ Ir $_4$ Ge $_{13}$是一种低载流子密度的半金属,其输运性质表现为金属-非金属交叉行为.在整个温度范围内的调查,观察到大的Seebeck值,$S$和$S/T$的温度变化的分析表明,没有迹象的强相关性之间的Pr 4 $f^2$和费米能级附近的导电电子状态。大的索末菲系数$γ= 150$ ~mJ/(mol K $^2$)表明,在动力学晶场涨落中形成了中等重费米子态.
Investigating the intrinsic anomalous Hall effect in MnPt3 topological semimetal
East China Normal University(华东师范大学);Shanghai Institute of Technical Physics, the Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海技术物理研究所);Tsung-Dao Lee Institute, Zhangjiang Institute for Advanced Study, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院张江高等研究院汤川研究所);Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海先进研究院)
Magnetic structure of EuZn$_2$Sb$_2$ single-crystal thin-film
Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)(量子创新中心,科学与技术研究局);Blackett Laboratory, Imperial College London(黑特实验室,帝国理工学院);Department of Physics, Tokyo Institute of Technology(东京工业大学物理系);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林赫尔姆霍茨材料与能源中心);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Toyota Physical and Chemical Research Institute (TPCRI)(丰田理化学研究所);Research School of Physics, Australian National University(澳大利亚国立大学物理研究学院)
Metallic Gross-Neveu criticality and superconductivity on the $\mathrm{SO}(3)$ SLAC fermion
Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, School of Physics, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);School of Physics, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics & Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
Evolution of the optical response of the magnetic topological insulators Mn(Bi$_{1-x}$Sb$_{x}$)$_2$Te$_4$ with Sb content
MnBi $_2$ Te $_4$是本征反铁磁拓扑绝缘体的一个很有前途的代表,它可以实现罕见的量子力学效应,如量子反常霍尔效应。特别是在低温下,已经报道了许多研究,证明了这种化合物在低于$T_{\mathrm{N}}$的磁有序状态下的巨大潜力。在最近的研究结果中,合金化合物Mn(Bi $_{1-x}$ Sb $_x$)$_2$ Te $_4$被认为是实现理想Weyl半金属状态的有趣候选者。通过用Sb交换Bi,电子结构在费米能的移动方面受到影响,并且已经预测了能隙的减小。在这项工作中,我们研究和比较的光学电导率Mn(Bi $_{1-x}$ Sb $_x$)$_2$ Te $_4$单晶与不同的Sb掺杂水平$x$的红外反射率测量。我们观察到Sb含量对表征我们样品的金属态的低能激发有很大的影响。不同的$x$ =0.26晶体在它们的光学响应上显示出显著的差异,并且还显示出强烈的位置依赖性。最近报道的纯化合物MnBi $_2$ Te $_4$的光学电导率谱的研究结果进行了比较。