Drastic enhancement of the superconducting temperature in type-II Weyl semimetal candidate MoTe$_2$ via biaxial strain
第二类Weyl半金属候选体MoTe $_2$在T_c~0.1 K超导，是实现拓扑超导电性的理想候选体之一。然而，极低的$T_c$与小的上临界场（$H_{c2}$）相关联，这意味着仅存在于$H$ - $T$相图的小区域上的脆弱超导相。在这里，我们描述了一种简单而通用的方法，根据不同材料之间的差异热膨胀薄单晶MoTe $_2$的双轴应变。通过这种方法，我们成功地提高了$T_c$的MoTe $_2$的五倍，从而扩大了$H$ - $T$相图上的超导区域显着。为了证明在双轴应变的MoTe $_2$的超导性研究的相对容易，我们进一步提出的磁输运数据，使温度依赖的$H_{c2}$和各向异性的超导状态，否则将难以获得在一个独立的MoTe $_2$的研究。我们的工作表明，双轴应变是调节MoTe $_2$电子性质的有效方法。由于我们的方法简单，应用双轴应变，我们预计其直接适用于更广泛的一类量子材料。
2023-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unconventional superconducting pairing in a B20 Kramers Weyl semimetal
本文预测原始手性金属 RhGe 在 5.8 K 下具有非平凡超导性，其多重 Weyl 费米子、自旋极化费米弧和 II 型 van Hove 奇点共同促成混合宇称配对与拓扑超导。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Emergence of Double-Dome Superconductivity in the Pressurized Dirac Semimetal BaMg2Bi2
State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院量子功能材料国家重点实验室）；ShanghaiTech Laboratory for Topological Physics, ShanghaiTech University（上海科技大学拓扑物理实验室）；Anhui Provincial Key Laboratory of Magnetic Functional Materials and Devices, Institutes of Physical Science and Information Technology, Anhui University（安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽省磁性功能材料与器件重点实验室）；Shanghai Key Laboratory of High-resolution Electron Microscopy, ShanghaiTech University（上海科技大学高分辨电子显微镜上海市重点实验室）
本文研究高压下BaMg2Bi2单晶的超导性质，发现其存在压力驱动的双圆顶超导行为，第一超导圆顶Tc在4.5 GPa达6.67 K，第二在10.4 GPa达7.22 K，且两种超导相分别与Lifshitz转变、结构转变相关。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting topological Dirac semimetals: $P6/m$-Si$_6$ and $P6/m$-NaSi$_6$
本文理论提出 $P6/m$-Si$_6$ 和 $P6/m$-NaSi$_6$ 为超导拓扑狄拉克半金属，发现压力诱导的拓扑相变，为探索硅基超导拓扑材料提供启示。
2023-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity and Fermi Surface Nesting in the Candidate Dirac Semimetal NbC
我们报道了单晶NbC的合成，NbC是一种具有各种不寻常性质的过渡金属碳化物。输运、磁化率和比热测量表明NbC是一种常规的超导体，其超导转变温度（$T_c$）为11.5 K。我们的理论计算表明，NbC是一个II型狄拉克半金属与强大的费米面嵌套，这是支持我们的ARPES测量结果。我们还用角分辨光电子能谱（ARPES）观察了NbC的超导带隙，发现了一些非常规的行为。这些有趣的超导和拓扑特性，加上高耐腐蚀性，使NbC成为基础研究和器件应用的理想平台。
2020-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Time reversal symmetry breaking and zero magnetic field Josephson diode effect in Dirac semimetal Cd3As2-mediated asymmetric SQUIDs
本文在Cd3As2介导的非对称SQUID中观测到零磁场Josephson二极管效应，指出表面与体超导通道间的相位耦合打破时间反演对称性是其成因，对超导电子电路应用具重要意义。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortex end Majorana zero modes in superconducting Dirac and Weyl semimetals
三维空间中的时间反演不变量狄拉克和外尔半金属可以在其表面形成开放的费米弧和自旋-动量锁定费米环。我们发现，当它们以$s$波对超导化且掺杂低于临界水平时，终止于费米弧或自旋-动量锁定费米环表面的直$π$磁通涡旋线可以实现一维拓扑超导，并在其末端具有Majorana零模。值得注意的是，我们发现，涡旋产生相关的塞曼场可以打开（当表面只有费米弧）或增强的拓扑间隙保护马约拉纳零模式，这是相反的情况下，在超导拓扑绝缘体。通过研究体Dirac锥和Weyl锥的倾斜效应，我们进一步发现，I型Dirac锥和Weyl锥一般具有比II型Dirac锥和Weyl锥宽得多的拓扑区域。我们的研究结果建立了TRI狄拉克和外尔半金属和马约拉纳零模式的旋涡之间的连接。
2020-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superconductivity Induced at a Point Contact on the Topological Semimetal Tungsten Carbide
本文报道了在普通金属针尖与超硬三相点拓扑半金属WC形成的点接触处产生的局域超导电性。值得注意的是，最大临界温度高达近12 K，但不敏感的尖端的磁性。计算了超导熔池的横向尺寸，得到了超导能隙和上临界场的温度依赖关系。这些结果限制了对诱导超导电性的解释，并为探索拓扑超导电性铺平了道路。
2019-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coexisting electronic smectic liquid crystal and superconductivity in a Si square-net semimetal
RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所新兴物质科学中心）；Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Department of Physics and Center for Theoretical Physics, National Taiwan University（国立台湾大学物理系暨理论物理中心）；Department of Applied Physics, Nagoya University（名古屋大学应用物理系）；Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University（东北大学先进材料跨学科研究所）；Physics Division, National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心物理分部）
研究发现硅方形网半金属中存在电子向列和斯麦特液态晶体与非常规超导共存的现象，并通过数值计算揭示了超导能隙调制的机制。
2026-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity and weak anti-localization in nodal-line semimetal SnTaS_2
具有超导性质的拓扑半金属为研究拓扑超导体的性质提供了一个新的平台。我们报告高品质的单晶过渡金属二硫属化合物SnTaS2的磁化强度和磁输运测量。它是一种节线半金属，在Tc = 2.9K以下具有超导转变。在沿H的上临界场中观察到中等各向异性（3.1）||c和H|| ab平面。在正常状态下，我们观察到大的磁阻和弱的反局域化效应，提供明确的确认在SnTaS2的拓扑特征。因此，真正的拓扑特性可以在这种材料中进行研究，特别是关于微观起源的序参量对称性。
2022-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and Quantum Oscillations in Single Crystals of the Compensated Semimetal CaSb$_{2}$
拓扑半金属中的体超导性是实现拓扑超导体的第一步，拓扑超导体可以容纳马约拉纳费米子，使我们能够实现量子计算。在这里，我们报告的超导性和补偿的电子和空穴在单晶体的半金属CaSb $_2$。我们对超导态进行了表征，发现库珀对具有中等-弱耦合，并且在比热低于0.22 K时的超导转变偏离BCS超导体的超导转变。低温下的非饱和磁电阻效应和电子-空穴补偿效应与密度泛函理论计算结果一致，显示出明显的非线性特征。此外，我们观察到的de Haas-van Alphen（dHvA）振荡符合一个小的费米面在半金属态的CaSb $_2$。我们的密度泛函理论计算表明，穿过费米能级的两个电子带与Sb 1之字形链有关，而空穴带与Sb 2之字形链有关. Sb 1之字形链形成扭曲的正方形网络，这可能将$M$ Sb $_2$族与众所周知的$M$ SbTe正方形网络半金属相关联。超导性和补偿半金属态在单晶体CaSb $_2$中的实现确立了二锑化物族作为实现拓扑超导性的候选材料类别。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A flux tunable superconducting quantum circuit based on Weyl semimetal MoTe2
Weyl半金属以其奇异的拓扑性质在许多领域引起了人们的广泛关注。当与s波超导体结合时，超导电流可以通过它们的拓扑表面通道携带，形成模仿马约拉纳束缚态行为的结。本文介绍了一种由Weyl半金属Td-MoTe_2和超导引线氮化铌（NbN）构成的横向结组成的类transmon超导量子干涉器件（SQUID）。SQUID耦合到由钼铼（MoRe）制成的读出腔，其在高功率下的响应揭示了构成约瑟夫森结（JJ）的存在。电路的环路几何形状允许读出腔的谐振频率由磁通量调谐。我们展示了一个JJ的MoTe 2和磁通可调transmon类电路的基础上Weyl材料。我们的研究为在基于SQUID的量子线路中利用拓扑材料在量子信息处理中的潜在应用提供了一个平台。
2020-10-27 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nearly isotropic superconductivity in layered Weyl semimetal WTe$_2$ at 98.5 kbar
层状过渡金属二硫属化物WTe $_2$由于其极大的磁电阻效应、预测的II型Weyl半金属态和压力诱导超导态的发现而引起了人们的广泛关注。通过在高达98.5 kbar的压力下对超导上临界场随磁场角的变化进行了细致的测量，我们首次详细研究了WTe $_2$中超导凝聚体的维数.尽管层状晶体结构，上临界场表现出可忽略的场各向异性。从2.2 K（$T/T_c\sim0.67$）到0.03 K（$T/T_c\sim0.01$）的各向异性质量模型可以满意地描述上临界场的角度依赖性，各向异性因子$γ\sim1.7$几乎相同。对于$H\perp ab$和$H\parallel ab$确定的上临界场的温度依赖性可以通过常规的轨道退配对机制来理解。沿两个正交场方向的上临界场的比较导致相同的$γ\sim1.7$值，导致从接近$T_c$到$<0.01T_c$的温度无关的各向异性因子。因此，我们的研究结果确定WTe $_2$作为一个几乎各向同性的超导体，与超导过渡金属二硫属化物中已知的最低之一的各向异性因子。
2017-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconductivity in Weyl nodal-line semimetals
拓扑半金属材料是一种具有受保护的无质量体激发的三维材料。作为一种特殊情况，外尔线半金属可以在没有反转或时间反转对称性被破坏的材料中实现，并且具有体节线的特征。111族的材料LaNiSi、LaPtSi和LaPtGe（都缺乏反转对称性）属于这一类。在这里，通过结合μ子自旋旋转和弛豫与热力学测量，我们发现，这些材料表现出完全带隙的超导基态，同时自发地打破超导转变的时间反演对称性。由于时间反演对称性对于保护正常态拓扑结构是必不可少的，因此在进入超导态时其破坏应该显著地导致拓扑相变。通过建立正常态能带结构的极小模型，并假设一个纯自旋三重态配对，我们证明了该系列的超导性质可以被精确地描述.我们的结果表明，111-家庭这里报道提供了一个理想的实验台，研究丰富的相互作用之间的奇异性质的Weyl线费米子和非常规超导。
2022-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of topological edge states in a superconducting nonsymmorphic nodal-line semimetal
拓扑材料在边界处具有迷人的低维无隙态。作为一个突出的例子，二维拓扑绝缘体（2DTI）的螺旋拓扑边缘态（TES）及其堆叠的三维（3D）等效物，弱拓扑绝缘体（WTI），由于其在下一代低耗散电子学/自旋电子学中的潜在应用而引发了研究热情。在这里，我们提出层状超导材料CaSn作为WTI与非平凡的Z2以及节线半金属保护的结晶非对称。我们系统的角度分辨光电子能谱（ARPES）的电子结构的调查表现出良好的协议与计算。此外，扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）在表面台阶边缘显示预期TES的签名。这些来自ARPES、STM/STS测量和相应的从头计算的综合证据有力地支持了非对称节线半金属CaSn中TES的存在，它可能成为实现多种奇异电子态和拓扑超导的通用材料平台。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Interfacial Topological Superconductivity on the Topological Semimetal Tungsten Carbide Induced by Metal Deposition
具有不同电子基态的材料之间的界面已经成为用于创建和控制物质的新量子态的强大平台，其中在界面处的反转对称性破缺和其他效应可以引入额外的电子态。在涌现的现象中，超导性特别令人感兴趣。在这项工作中，通过沉积金属薄膜上的一个新确定的拓扑半金属碳化钨（WC）单晶，我们已经获得了软点接触光谱证明界面拓扑超导性。这种非常强烈的现象已被证明为一个广泛的金属/WC界面，涉及非磁性和铁磁薄膜，和超导转变温度是令人惊讶的不敏感的磁性薄膜，表明自旋三重态配对超导状态。这一结果为利用方便的薄膜涂覆方法实现拓扑超导提供了可能。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic structure of the surface superconducting Weyl semimetal PtBi$_2$
本文通过第一性原理计算和有效四能带模型，研究了层状半金属 PtBi$_2$ 的体态与表面电子结构，揭示了其表面 Fermi arcs 的超导配对机制及本征 Josephson 结特性。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Giant superconducting diode effect in ion-beam patterned Sn-based superconductor nanowire / topological Dirac semimetal planar heterostructures
通过聚焦离子束在拓扑狄拉克半金属α-Sn薄膜中直接绘制超导β-Sn图案，制备了平面异质结构，实现了电流方向反转时临界电流变化69%的巨型超导二极管效应，为拓扑超导器件提供了通用平台。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Surface-extended Andreev bound states emerging from intrinsic surface superconductivity of PtBi$_2$
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔大学）；Leibniz-Institute for Solid State and Materials Research (IFW-Dresden)（德累斯顿固体与材料研究所）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学与教育研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
本文在 Weyl 半金属 PtBi$_2$ 中实现了空间均匀、超过 10 meV 的表面超导能隙，并通过扫描隧道谱与理论模拟揭示了各向异性手性配对对称性及拓扑起源的 Andreev 束缚态，确立了其作为研究拓扑超导与 Majorana 模式的重要平台。
2026-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mechanical control of crystal symmetry and superconductivity in Weyl semimetal MoTe$_2$
通过中子衍射和输运测量研究了非中心对称Weyl半金属候选物MoTe $_2$，压力高达1.5 GPa，温度低至40 mK。中心对称和非中心对称的结构相被发现共存的超导状态。密度泛函理论（DFT）计算表明，电子-声子耦合的强度是相似的两种晶体结构。此外，发现通过控制应力的非流体静力分量，可以机械地控制基态晶体结构。这允许在超导相中将晶体对称性从中心对称调谐到非中心对称。DFT计算支持这种晶体结构的应变控制。这种晶体对称性的机械控制提供了一种调整MoTe $_2$能带拓扑结构和可能的超导态拓扑结构的途径。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of intrinsic superconductivity below 1.178 K in the topologically non-trivial semimetal state of CaSn3
也是超导的拓扑材料是当前极大的兴趣，因为它们可以表现出非平凡的拓扑介导的超导相。虽然已经有许多关于在各种拓扑材料中的压力调谐或化学掺杂诱导的超导性的报道，但是在具有化学计量组成的拓扑系统中的本征环境压力超导性的例子很少。在这里，我们报告说，纯金属间化合物CaSn 3不仅具有拓扑费米子特性，但也有超导相在1.178 K下的环境压力。通过对该材料的de Haas-van Alphen（dHvA）量子振荡研究，揭示了该材料的拓扑费米子性质，包括在回旋运动中积累的准粒子质量和非平凡Berry相.虽然CaSn_3在4.2K下是超导的，但我们的研究表明，在4.2K下的超导是由退化表面上的Sn引起的非本征超导，而其本征体超导转变发生在1.178K。这些发现使CaSn 3成为探索新的奇异态的一个有希望的候选者，这些奇异态是由非平凡能带拓扑和超导性之间的相互作用产生的，例如拓扑超导性
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Possible topologically non-trivial superconducting order parameter in type-II Weyl semimetal T_d-MoTe_2
MoTe_2是一种新型的Weyl半金属，具有正交T_d相，在电子袋和空穴袋的边界处产生Weyl费米子。在T_d-MoTe_2中还观察到非饱和磁电阻和超导电性。T_d-MoTe_2的超导电性被认为是拓扑非平凡的，因此理解T_d-MoTe_2的超导电性具有重要意义。本文报道了在高压（p_max = 1.3GPa）下，T_d-MoTe_2中μ子自旋旋转的磁穿透深度随温度变化的实验结果。在压力作用下，超流密度n_s/m^* 显著增加，并与T_c成线性关系。此外，还确定了T_d-MoTe_2的超导序参量是双能隙（s+s）波对称的。我们还排除了时间反演对称性破缺的SC状态与敏感的零场$μ$ SR实验。考虑到\cite{Balicas1}关于无序对T_d-MoTe_2中T_c的强抑制的报道，我们认为在MoTe_2中s^{+-}（拓扑序参量）态比s^{++}（平凡）态更容易实现.如果s^{+-}是SC能隙对称性，则T_d-MoTe_2是我们所知的第一个时间反演不变拓扑（Weyl）超导体。
2017-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
Full-gap superconductivity in spin-polarized surface states of topological semimetal $β$-PdBi$_2$
具有费米能级拓扑表面态的超导体是实现拓扑超导性的一个有希望的系统。虽然已经提出了几种候选材料，但同时探索表面自旋织构和超导性的实验演示仍然难以捉摸。在这里，我们进行光谱成像扫描隧道显微镜的中心对称超导体$β$ -PdBi $_2$，主机的拓扑表面状态。通过结合第一性原理电子结构计算和准粒子干涉实验，我们确定了表面的自旋织构，不仅表明了拓扑表面态，而且所有其它表面能带都表现出平行于表面的自旋极化.我们发现，超导能隙在所有自旋极化表面态都是完全打开的。这种行为是符合一个可能的自旋三重态序参量预期这种面内自旋纹理，但所观察到的超导能隙振幅是可比的散装，这表明自旋单线分量是占主导地位的$β$ $_2$。
2017-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-pressure study of the Weyl semimetal NbAs
我们进行了一系列的高压同步辐射X射线衍射（XRD）和电阻测量的外尔半金属铌砷。根据粉末XRD数据，晶体结构在高达26 GPa下保持稳定。低温下NbAs单晶的电阻随压力单调增加。在20GPa以下，在0.3K以下没有观察到超导转变。这些结果表明，Weyl半金属相在NbAs中是稳定的，并且施加压力不是从Weyl半金属获得拓扑超导体的好方法。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological strings linking with quasi-particle exchange in superconducting Dirac semimetals
利用一对数$(N_Φ,N)$，对具有s波超导序参量的三维时反不变拓扑超导体中的涡旋进行了拓扑分类，计算了磁通量单位数为$hc/4e$的$N_Φ$和涡旋携带的手征Majorana模数为$N$.从这些数量，我们引入一个拓扑不变量，进一步分类下链接过程的这种旋涡的属性。虽然这样的过程是已知的相关的瞬子过程中的场论描述，我们在这里证明，他们是，事实上，也相当于基于量子自旋霍尔系统的边缘结的分数约瑟夫森效应。这使得人们可以在微观上考虑链接问题中相互作用的影响。因此，我们表明，相关的旋涡之间的联系，一个交换准粒子，无论是马约拉纳零模式或$e/2$准粒子，这使得在这些系统中的旋涡的拓扑分类，被视为$\mathbb{Z}_8$分类。虽然$N_Φ$和$N$被证明是偶数或奇数的弱相互作用的限制，在强相互作用的情况下，一个放松这个约束。在这种情况下，人们可能对涡旋有进一步的细分可能性，涡旋的激发由类似$SO(3)_3$的共形场论描述，其中包含更奇异类型的准粒子交换。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced topological quantum phase transition in Weyl semimetal T_d-MoTe_2
本文报道了外尔半金属T_d-MoTe_2晶体结构在压力（p_（max）= 1.5GPa）下的中子衍射实验。我们发现，在临界压力p_cr = 1.2GPa时，T_d的基本非中心对称结构被完全抑制，转变为中心对称的1 T '结构。这是压力诱导的量子相变（QPT）拓扑之间的一个平凡的电子状态的强有力的证据。虽然拓扑QPT对磁电阻有很强的影响，但有趣的是，超导临界温度T_c、超流密度和SC带隙在p_cr上都是平滑连续的变化，没有发现伴随T_d结构抑制的突然效应。这意味着T_c和SC配对强度不受拓扑QPT的影响。然而，QPT需要在SC间隙对称性从非平凡的S+-平凡的S++状态，我们在这项工作中讨论的变化。我们的拓扑QPT的结构和超导性能的系统表征提供了深刻的洞察，在这种拓扑量子材料的压力诱导相图。
2020-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Suppression of axionic charge density wave and onset of superconductivity in the chiral Weyl semimetal Ta$_2$Se$_8$I
具有强电子-声子相互作用的Weyl半金属在低温下可以在绝缘体状态下表现出轴子耦合，这是由于电荷密度波（CDW）的形成。这种CDW出现在线性链状化合物Weyl半金属Ta $_2$ Se $_8$ I低于263 K，导致动态凝聚态轴子准粒子的出现。在这项研究中，我们表明，在Ta $_2$ Se $_8$ I的链间耦合可以变化，以抑制CDW的形成与压力，同时保留外尔半金属相在高温下。在17 GPa以上，外尔半金属相不能存活，并且由于碘子晶格的非晶化，我们诱导超导性。在结构上，一维Ta-Se链保持完整，并在一维中提供超导通道。我们强调，我们的研究结果表明，在以前的研究无法接近的压力下，由轴电荷密度波引起的间隙几乎完全抑制。包括这个CDW相，我们的实验和理论预测与分析揭示了Ta $_2$ Se $_8$ I的完整拓扑相图及其与附近超导态的关系。结果表明，Ta $_2$ Se $_8$ I是一个独特的通用平台，探索相关的拓扑状态。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Giant Peltier Conductivity in an Uncompensated Semimetal Ta2PdSe6
通过输运测量和密度泛函计算研究了Ta_2PdSe_6单晶的热电性质。我们发现了一个巨大的珀耳帖电导率为100 Acm-1 K-1在10 K，并成功地解释了它通过传统的半导体理论。我们的结论是，一个未补偿的半金属，高流动性，和沉重的有效质量是负责巨大的珀耳帖电导率。我们的发现在热电领域开辟了一个新的领域，以探索更好的半金属的一个新的可能的应用，如电流发电机的超导磁体。
2021-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac semimetal phase in the iron-based superconductor Fe(Te,Se)
拓扑狄拉克半金属（TDS）表现出受时间反演和晶体对称性保护的体狄拉克锥，以及源自非平凡拓扑的表面态。虽然有一个多方面的超导秩序可能在这样的系统中开始，很少有观察到的本征超导迄今已报告的TDS。我们观察到的TDS相FeTe $_{1-x}$ Se $_x$（$x$ = 0.45），高转变温度（$T_c$）铁基超导体之一的证据。在角分辨光电子能谱学（ARPES）和输运实验中，我们发现在（001）表面上自旋极化态与体态重叠，并且从6 T开始出现线性磁电阻（MR）。结合起来，这强烈表明TDS相的存在，这是由理论计算证实。总之，Fe（Te，Se）中的拓扑电子态为实现多拓扑超导相提供了一个很有前途的高$T_c$平台。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emulating topological chiral magnetic effects in artificial Weyl semimetals
我们实现了高度可调谐的外尔半金属带，并随后模拟了超导量子线路中的拓扑手征磁效应。我们用精心设计的微波场驱动超导量子线路，将晶格的动量空间映射到参数空间，实现了外尔半金属的哈密顿量。通过测量能谱，我们直接将立方晶格的Weyl点成像，并由Berry曲率测量进一步确定其拓扑缠绕数。特别是，我们使用了一个额外的微波场，以产生一个动量依赖的化学势，从中提取的手性磁拓扑电流的存在下，一个人工磁场。这种纯拓扑电流与磁场成正比，这与著名的安培定律相反，并且可能对拓扑材料和量子器件产生重大影响。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Reducing electronic transport dimension to topological hinge states by increasing geometry size of Dirac semimetal Josephson junctions
拓扑相的概念已被扩展到高阶，并已推广到不同的维度。作为范例，Cd3As2被预测为高阶拓扑半金属，具有三维（3D）体狄拉克费米子，二维（2D）费米弧，和一维（1D）铰链状态。这些拓扑状态在电子输运中具有不同的特征长度尺度，允许在改变样本大小时区分它们的属性。在这里，我们报告了一个异常的尺寸减少的超电流输运的狄拉克半金属Cd 3 As 2为基础的约瑟夫森结的大小增加。当结沟道长度增加时，观察到超导量子干涉从标准的夫琅和费模式向超导量子干涉器件（SQUID）模式的演化。类似SQUID的干涉图样表明了流经一维铰链的超电流。一维铰链态的识别对于更深入地理解三维狄拉克半金属中的高阶拓扑相是有价值的。
2020-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in two-dimensional $π$-junction Dirac semimetals
本文研究二维自旋轨道耦合狄拉克半金属π结，发现s波和s±波超导体分别可实现螺旋及非传统拓扑超导体，并在面内磁场下实现二阶拓扑超导相，为探索奇异拓扑现象提供多功能平台。
2025-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Pseudogap Formation in the Nodal-Line Semimetal NaAlGe
NaAlSi和NaAlGe是拓扑结线接近费米能级的同构等电子半金属。尽管具有几乎相同的电子结构，但NaAlSi在低于Tc = 6.8 K时表现出超导性，而NaAlGe则没有。我们通过测量其电阻率、霍尔效应、磁化率和热容来研究NaAlGe。据透露，NaAlGe是不是一个简单的半金属，而是有一个不寻常的基态与一个小的赝能隙约100 K接近费米能级。我们认为，在NaAlGe的赝能隙的形成是由于一个意想不到的费米表面不稳定性，如激子不稳定性，而不是电子-声子不稳定性，导致形成的超导能隙在NaAlSi。
2022-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced superconductivity and topological phase transitions in the topological nodal-line semimetal SrAs3
拓扑双线性半金属（TNLSM）是指其导带和价带相互交叉的材料，满足拓扑保护的闭环而不是布里渊区（BZ）中的离散点。TNLSM的预期性质包括鼓面状的近平坦表面态、独特的朗道能级、特殊的集体模式、长程库仑相互作用或实现高温超导的可能性。最近，SrAs3已被理论上提出，然后实验证实是一个TNLSM。在这里，我们报告的高压实验SrAs 3，识别Lifshitz转变低于1 GPa和超导转变伴随着结构相变高于20 GPa。通过密度泛函理论（DFT）计算，揭示了高压相的拓扑晶体绝缘体（TCI）态。作为拓扑绝缘体的对应物，TCI具有受晶体对称性保护的金属边界态，而不是时间反演。考虑到拓扑表面态（TSS）和螺旋自旋织构观察到的高压状态的SrAs3，超导状态可能会引起的表面状态，是最有可能的拓扑非平凡的，使加压SrAs3拓扑超导体的强有力的候选人。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-Mobility Carriers Induced by Chemical Doping in the Candidate Nodal-Line Semimetal CaAgP
我们报道了候选半金属半导体CaAgP单晶的电子性质。CaAgP的输运性质是在空穴掺杂的半导体框架内理解的。与此相反，Pd掺杂的CaAgP表现出急剧增加的磁阻在低磁场和一个强烈的电阻率在低温下可能由于弱的反局域化下降。霍尔电导数据表明，Pd掺杂的CaAgP不仅有由Pd掺杂诱导的空穴载流子，而且在狄拉克点附近有高迁移率的电子载流子。掺Pd的CaAgP的电阻率也表现出超导转变，起始温度为1.7- 1.8K。
2020-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic semimetals and quantized anomalous Hall effect in EuB6
磁序与拓扑半金属之间的新关系的探索在基础和应用研究领域都引起了极大的兴趣。在这里，我们预测，软铁磁（FM）材料EuB 6可以实现多个拓扑半金属相通过简单地调整的磁矩的方向。当磁矩沿[001]方向排列时，EuB6是一种拓扑的线半金属，当磁矩沿[111]方向旋转时，EuB6演化为具有三对Weyl节点的Weyl半金属.有趣的是，我们确定了一种新的半金属相，其特征在于节线和外尔节点的共存，矩在[110]方向上。拓扑的表面状态和异常的霍尔电导率，这是敏感的磁秩序，已被计算，并预计将实验观察。在[111]取向的量子阱结构中可以实现大陈数量子反常霍尔效应。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-Heusler alloy LiBaBi: A new topological semimetal with five-fold band degeneracy
基于第一性原理研究，我们发现了一种新的半Heusler相的拓扑半金属LiBaBi。这种反转对称破缺材料的显著特征是它仅由简单的$s$ -和$p$ -块元素组成。有趣的是，该材料在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下是普通的绝缘体，而当包括SOC时，成为表面拓扑半金属，显示鼓面态。这与其他的半金属线和半金属面形成鲜明对比，在这些半金属中，一旦包含SOC，扩展的节点结构就会被破坏。重要的是，线性能带交叉在费米能级附近具有三、四、五和六倍的简并性，使得这种化合物对于研究“非常规”费米子非常有吸引力。带交叉点在费米能级处形成围绕带中心的三维节点结构。我们确定负责的鼓面状态的外观的表面状态。该合金还显示出一个相变从拓扑半金属到一个平凡的绝缘体上施加的压力。除了揭示SOC对节点结构的有趣影响外，我们的研究结果还在拓扑半金属家族中引入了一种新的半Heusler合金，从而为实验探索创造了更多途径。
2017-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Normal Dirac Semimetal Phase and Zeeman-Induced Topological Fermi Arc in PtSr5
本研究通过第一性原理计算发现PtSr5为正常狄拉克半金属，施加z轴塞曼磁场可将其驱动至外尔半金属相，展示了拓扑相的可调性及AI材料探索的有效性。
2025-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Nodal line semimetal states in positive electrode material of lead-acid battery: Lead dioxide family and its derivatives
基于第一性原理计算和对称性分析，我们报道了三维节线（NL）半金属相可以在二氧化铅家族（\emph{$α$} -PbO $_2$和\emph{$β$} -PbO $_2$）及其衍生物中实现. \emph{$β$} -PbO $_2$的特点是在费米能级周围有两个正交的节环，受到镜面反射对称性的保护。通过对HSE 06能带结构的拟合，建立了有效的模型，并给出了相关参数。NLS主要来自轻元素O的$p$轨道，并且对这种微小的自旋-轨道耦合相当稳健。\emph{$α$} -PbO $_2$的NL相可以通过应变有效地定制，在半导体相和NL相之间进行拓扑相变。此外，对\emph{$β$} -PbO $_2$衍生物（即\emph{$β$} -PbS $_2$和\emph{$β$} -PbSe $_2$）的探索和它们拓扑半金属性的确认极大地丰富了NL半金属家族。这些发现为基于实际PbO $_2$族的拓扑NL半金属和自旋电子器件的设计提供了一条途径。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced Topological Node-Line Semimetals in Alkaline-Earth Hexaborides XB6 (X=Ca, Sr, Ba)
基于第一性原理计算，我们报道了外压可以诱导碱土金属六硼化物XB 6（X=Ca，Sr，Ba）的拓扑相变.结果表明，在不考虑自旋轨道耦合（SOC）的情况下，在中等压力下，XB 6从普通半导体转变为拓扑节点线半金属。B px（pz）和py轨道在X点的能带反转是形成节线半金属的原因。利用时间反演和空间反演对称性相结合的方法，保护了X点周围的三个节点线环，并在投影的节点线环内部得到了鼓面带。当包含SOC时，在交叉线处打开微小的间隙（< 4.8 meV），并且XB 6成为具有Z2指数（1;111）的强拓扑绝缘体。由于SOC引起的能隙开放可以忽略不计，因此我们的研究结果为拓扑节点线半金属的基础物理的实验探索提供了理想的真实系统。
2016-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal-Field Electron Emission from Three-Dimensional Topological Semimetals
建立了一个描述三维（$3$ D）拓扑半金属Dirac/Weyl节点电子热场发射的模型。传统的热场电子发射模型被推广到拓扑Dirac/Weyl半金属中的$3$ D非抛物线能带结构，例如砷化镉（\ch{Cd3As2}）、铋化钠（\ch{Na3Bi}）、砷化钽（\ch{TaAs}）和磷化钽（\ch{TaP}）。由于独特的狄拉克锥能带结构，在总能量分布（TED）谱中观察到了一个不寻常的双峰特征。这种非平凡的双峰特征，不存在于传统材料中，在操纵TED光谱和发射电流的大小方面起着关键作用。在零温极限下，导出了一个不同于Fowler-Nordheim（FN）定律的新的纯场致发射标度律。该模型将Dirac $2$ D材料的电子发射研究拓展到了$3$ D体系，为探索拓扑半金属作为新型电极提供了理论基础.
2021-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
