The saddle point (van Hove singularity) exhibits a divergent density of states in 2D systems, leading to fascinating phenomena like strong correlations and unconventional superconductivity, yet it is seldom observed in 3D systems. In this work, we have found two types of 3D higher-order saddle points (HOSPs) in emerging 3D kagome metals, YbCo$_6$Ge$_6$ and MgCo$_6$Ge$_6$. Both HOSPs exhibit a singularity in their density of states, which is significantly enhanced compared to the ordinary saddle point. The HOSP near the Fermi energy generates a flat band extending a large area in the Brillouin zone, potentially amplifying the correlation effect and fostering electronic instabilities. Two types of HOSPs exhibit distinct robustness upon element substitution and lattice distortions in these kagome compounds. Our work paves the way for engineering exotic band structures, such as saddle points and flat bands, and exploring interesting phenomena in Co-based kagome materials.
Electronic and structural properties of Rh- and Pd-based kagome layered shandites from first principles
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota(明尼苏达大学化学工程与材料科学系)
Coexisting Kagome and Heavy Fermion Flat Bands in YbCr$_6$Ge$_6$
Sungkyunkwan University(成均馆大学);Seoul National University(首尔大学);Yale University(耶鲁大学);National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory(美国国家同步辐射光源二号,布鲁海文国家实验室);Pohang Accelerator Laboratory, Pohang University of Science and Technology(浦项加速器实验室,浦项科技大学);Sookmyung Women’s University(淑明女子大学);Kyung Hee University(庆熙大学)
Evidence of orbit-selective electronic kagome lattice with planar flat-band in correlated paramagnetic YCr6Ge6
kagome晶格的电子性质近年来引起了人们的极大关注。结合相消干涉和狄拉克锥型色散引起的平带现象,理论上讨论了大量的奇异现象。电子kagome晶格的物质实现是理解kagome物理和实现新量子相的关键一步。在这里,结合角分辨光电子能谱,运输测量和第一原理计算,我们暴露了一个平面平带在顺磁性YCr 6 Ge 6作为一个典型的签名的电子kagome晶格。我们发现平面平带是由d_(z^2)电子在可果梅面内跳跃产生的,这种跳跃被相消干涉所禁止。另一方面,d_(x^2-y^2)和d_xy带的相消干涉和平坦性可能由于附加的面内跳跃项而被分解,但在化学势附近保留了Dirac锥型色散。我们明确揭示了轨道特性在具有过渡金属层的块体材料中实现电子可格构晶格中起着至关重要的作用。顺磁YCr 6 Ge 6为理解电子kagome晶格的本征性质及其与Cr-3d电子的自旋轨道耦合和电子关联的相互作用提供了一个机会,并且免于由kagome平面中离子的强局域矩引起的复杂性。
Flat bands, non-trivial band topology and electronic nematicity in layered kagome-lattice RbTi$_3$Bi$_5$
含3个$d$过渡金属的层状Kagome晶格材料为研究几何挫折、能带拓扑和其他新的有序态提供了一个肥沃的操场。具有代表性的一类材料AV $_3$ Sb $_5$(A=K,Rb,Cs)已被证明具有各种非常规相,如超导性、非平凡的$\mathbb{Z}_2$能带拓扑和电子向列性,它们与多个交错的电荷密度波(CDW)交织在一起。然而,这些新状态之间的相互作用及其机制仍然是难以捉摸的。近年来,等结构的钛基单晶ATi $_3$ Bi $_5$(A=K,Rb,Cs)的发现,为解开kagome晶格中这些复杂的新态提供了一个理想的机会。本文采用高分辨角分辨光电子能谱和第一性原理计算相结合的方法,系统地研究了RbTi $_3$ Bi $_5$的低激发态电子结构.我们首次在实验上证明了平坦带和多个非平凡拓扑态的共存,包括其中的第二类Dirac节线和非平凡$\mathbb{Z}_2$拓扑表面态.此外,我们的研究结果以及提供的提示,旋转对称性破缺的RbTi $_3$ Bi $_5$,表明电子结构的方向性和可能出现的纯电子向列性在这个新的家庭的可果美化合物,这可能提供重要的见解相关的可果美金属的电子向列相。
Realization of Flat Band with Possible Nontrivial Topology in Electronic Kagome Lattice
如果在只具有最近邻跳变的受挫Kagome晶格中发生相消量子干涉,费米子或玻色子的能量色散在动量空间中消失。因此,形成了没有任何色散的离散平带(FB),有望在高温下出现分数量子霍尔态(Fractional Quantum Hall States,FHS)。在这里,我们报告实验实现的FB与可能的非平凡的拓扑结构在电子Kagome晶格上的扭曲多层硅烯。由于量子相消干涉,电子被定域在可果美晶格中,因此,它们的动能被猝灭,这引起状态密度的FB峰。一个强大的和明显的一维边缘状态已被发现在Kagome边缘,它驻留在更高的能量比FB。我们对电子Kagome晶格中的FB和奇异边缘态的观察为在二维材料中实现分数Chern绝缘体提供了可能性。
YCr6Ge6 as a Candidate Compound for a Kagome Metal
我们表明,YCr 6 Ge 6,包括一个由Cr原子组成的kagome晶格,是一个合理的候选化合物的kagome金属,预计表现出异常现象,如平带铁磁性。测量了YCr 6 Ge 6单晶的电阻率、磁化强度和热容,并进行了能带结构计算以研究其电子结构。居里-外斯的磁化率,T2电阻率的依赖性,和索末菲系数从计算值增加一倍的行为表明一个中等强的电子相关。有趣的是,面内电阻率是面间电阻率的两倍,这与分层结构的简单预期相反。能带结构的计算表明,在Γ点附近,在费米能级以下存在部分平坦带,属于Cr 3d 3 z2-r2带,可能决定了该化合物的性质。
Correlated charge order intertwined with time-reversal symmetry-breaking nodal superconductivity in the dual flat band kagome superconductor CeRu$_{3}$Si$_{2}$
PSI Center for Neutron and Muon Sciences(保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心);Physik-Institut, Universität Zürich(苏黎世大学物理学院);Department of Quantum Matter Physics, University of Geneva(日内瓦大学量子物质物理系);TU Dortmund University, Department of Physics(多特蒙德工业大学物理系);Research Center Future Energy Materials and Systems (RC FEMS)(未来能源材料与系统研究中心)
Unusual Dual Flat Bands and two-dimensional Dirac-node Arc State in Kagome Metal Ni3In2S2
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理学院);Department of Physics and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology(南方科技大学物理系及广东省量子科学基础研究卓越中心);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海微系统与信息技术研究所);National Synchrotron Radiation Laboratory and School of Nuclear Science and Technology, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学核科学技术学院及国家同步辐射实验室)
Kagome goldene with flat bands and Dirac nodal line fermions via line-graph epitaxy
Hunan University(湖南大学);Research Institute of Hunan University in Chongqing(重庆湖大研究院);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(伊朗基础科学研究所);University of Guilan(吉兰大学)