Kerr effect in tilted nodal loop semimetals
研究了倾斜节环半金属的旋光性。我们计算了完整的电导率矩阵的能带结构包含一个节环与可能的倾斜在$x-y$平面，这使我们能够研究克尔旋转和椭圆率为薄膜和散装材料。我们发现在克尔信号的签名，提供有关的倾斜速度和方向，节环的半径和系统的内部化学势的直接信息。这些研究结果应作为指导，以了解光学测量的节环半金属，并作为一个额外的工具来表征它们。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Nodal Line Semimetal and Dirac Semimetal State in Antiperovskite Cu$_3$PdN
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出了立方反钙钛矿材料Cu $_3$ PdN在忽略自旋轨道耦合（SOC）时，由于时间反演和反转对称性的共存，可以保持三维拓扑节线半金属态.由于立方对称性，总共有三个节线圆。还导出了“鼓头”状表面平坦带。当包含SOC时，每个节线演化为一对受C $_4$晶体对称性保护的稳定的3D狄拉克点。这与迄今已知的狄拉克半金属，如Na $_3$ Bi和Cd $_3$ As $_2$，都只有一对狄拉克点有显著的区别。一旦C $_4$对称性被破缺，狄拉克点被带隙，系统成为具有（1;111）Z $_2$指数的强拓扑绝缘体。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Fermi arcs and Weyl nodes in a non-centrosymmetric magnetic Weyl semimetal
本研究通过ARPES和第一性原理计算确认CeAlSi为新型非中心对称磁性外尔半金属，观察到表面费米弧和体态外尔锥，并发现费米能级附近的Ce 4f能带，为研究拓扑、磁性与电子关联相互作用提供了独特平台。
2023-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Nodal-chain Semimetal State in MgCaN2
拓扑半金属中带交叉的明显过度倾斜产生了Dirac/Weyl和非线性线费米子的I型和II型分类，伴随着奇异的电子和磁性输运性质。在这项工作中，我们提出了一个概念的混合链半金属，这是确定的连接型I和型II节环的布里渊区。基于第一性原理计算和群体智能结构搜索技术，提出了一种新的三元氮化物MgCaN 2晶体，作为实现新型三维混合晶链态的第一候选晶体.值得注意的是，一个平坦的带是涌现的，作为这样一个混合的半金属链沿一定方向在动量空间中的特征签名，从而服务于一个平台，探索拓扑半金属态和平坦带之间的相互作用。此外，通过计算镜像Z2不变量和建立k.p有效哈密顿量，揭示了混合链的潜在保护机制。此外，相当多的鼓面状的表面状态与独特的连接模式示出，以确定非平凡的带拓扑结构，这可能是由未来的实验测量。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Nodal Line Semimetals in CaP3 family of materials
我们提出CaP3族材料，包括CaP3，CaAs3，SrP3，SrAs3和BaAs3，可以具有三维拓扑节线半金属态。基于第一性原理计算和kp模型分析，我们发现在费米能级附近存在一个封闭的拓扑节线，当能带反转发生时，时间反转和空间反转对称性的共存保护了该节线.在这些材料的c方向表面上也得到了鼓面状的表面态。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity-induced resonant states in topological nodal-line semimetals
节线半金属的特征在于一种拓扑非平凡的体带交叉，产生几乎平坦的表面态。然而，表面状态的直接证据仍然缺乏。本文基于T-矩阵方法，从理论上研究了拓扑半导体中的杂质效应。结果表明，对于体杂质，在杂质位附近可以诱导出带隙内态，而可见共振杂质态只能在一定的杂质势强度下才能存在。对于表面杂质，在很宽的杂质势范围内存在鲁棒的共振杂质态。这种强大的共振态源于拓扑保护的弱色散表面态，这可以通过扫描隧道显微镜探测，提供了一个强大的签名的拓扑表面态的半金属线。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological piezoelectric effect and parity anomaly in nodal line semimetals
晶格变形作为有效轴向矢量场作用于狄拉克材料的低能激发。这允许通过对轴向规范场的响应来直接检测狄拉克材料的量子异常。研究了Dirac节线半金属中晶格振动引起的宇称反常，建立了拓扑压电效应，即，周期性晶格变形产生横向于变形场的拓扑霍尔电流。由这种压电效应引起的电流是无耗散的，其大小完全由节环的长度决定，导致半量子化的输运系数。我们的理论建议可以在实验上实现在各种节线半金属，如CaAgP和Ca $_{_3}$ P ${_2}$。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of three and two dimensional topological nodal line semimetals
拓扑节线半金属在低载流子浓度下的费米面形状特殊，导致了它们不寻常的光学和输运性质。本文利用久保公式分析了三维和二维节线半金属的线性光学响应。三维节线半金属的光学电导率是各向异性的。沿轴向（\textit{i.e.}，垂直于硅环平面的方向），在低和高载流子掺杂下，Drude重量与化学势具有线性关系。对于径向方向（\textit{i.e.}，平行于环形平面的方向），在从低到高的载流子浓度的过渡中，这种依赖性从线性变为二次。带间对光学电导率的贡献也是各向异性的。特别地，在大频率下，它在轴向方向上饱和到恒定值，并且沿着径向方向随着频率线性增加。在二维节线半金属中，不能诱导带间光学跃迁，对光学电导率的唯一贡献来自带内激发。相应的德鲁德重量是独立的载流子密度在低载流子浓度和线性增加的化学势在高载流子掺杂。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal-link semimetals
在拓扑半金属中，价带和导带在零维节点或一维节点环处相遇，它们受到能带拓扑和对称性的保护。在这个快速通信中，我们介绍了“半金属连接”，它在布里渊区的主机连接节点环。本文提出了一种基于Hopf映射的构造连杆半金属模型的通用方法。研究了朗道能级结环连接的结果和Floquet性质。
2017-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nodal surface semimetals: Theory and material realization
本文从理论上研究了具有晶体对称性保护的节面的三维拓扑半金属。与人们熟知的点半金属和线半金属不同，在这些材料中，导带和价带在布里渊区的封闭节面上交叉。我们提出了不同类别的节面，无论是在存在和不存在的自旋轨道耦合（SOC）。在没有SOC的情况下，一类节点表面可以通过时空反演对称性和亚晶格对称性来保护，并通过$\mathbb{Z}_2$指数来表征，而另一类节点表面则通过非对称的二重螺旋旋转对称性和时间反演对称性的组合来保证。我们表明，SOC的包含将破坏前一类节点表面，但如果反转对称性被破坏，则可以保留后者。我们进一步推广的结果，磁有序系统，并表明，保护节点表面也可以存在于磁性材料中没有和SOC，给定一定的磁群对称性要求得到满足。通过第一性原理计算，对几个具体的金属表面材料实例进行了预测。讨论了多节面材料的可能性。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic susceptibility of topological nodal semimetals
从理论上研究了拓扑Weyl、II型Weyl、Dirac和线结半金属的磁化率。发现了这种磁化率与化学势、温度、磁场的方向和大小的关系，结果表明磁性测量在研究这些半金属中是非常有用的。作为例子，我们计算了Cd $_3$ As $_2$、Na $_3$ Bi和Ca $_3$ P $_2$的磁化率。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Topological Nodal Line Semimetals
本文研究了具有磁有序和强自旋轨道相互作用的三维节线半金属。提出了两类不同的磁非线性同步模型。第一类是带反转NLSM，其中偶然线节点由带反转引起，并由滑移镜像平面和时间反转和反转对称性组合局部保护。这可以看作是二维反铁磁狄拉克半金属的平凡堆叠。第二类是基本非线性对称模型，其中节点特征由特定的磁对称群填充。我们进一步提供了两个具体的紧束缚模型的磁性NLSM属于这两个不同的类，分别。最后，我们简要讨论了可能的物质场所和实验的影响，这样的阶段。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical conductivity in topological nodal-line semimetal ZrSiS
ZrSiS是一种理想的半金属半导体材料。本文采用基于第一性原理能带计算的多轨道理论模型，对ZrSiS的动态电导率进行了理论研究。我们发现，与理想狄拉克模型不同，干净极限下的动态电导率实际上不是频率无关的，而通过引入可能由无序引起的能量加宽来实现几乎平坦的依赖性。研究结果可应用于ZrSiSe、ZrSiTe、HfSiS等具有类似晶体结构的化合物。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nodal-line semimetals in alkaline-earth stannides, germanides and silicides
基于第一性原理计算和有效的哈密顿量分析，系统地研究了碱土金属化合物$AX_2$（$A$ =Ca，Sr，Ba; $X$ =Si，Ge，Sn）的电子和拓扑性质.以BaSn $_2$为例，我们发现当忽略自旋-轨道耦合时，这些材料是三维拓扑线半金属，其特征是在三维动量空间中具有蛇形节环。在（001）面上，根据表面终止方式的不同，在环圈的内部或外部出现鼓面状表面态，而在（010）面上则出现复杂的双鼓面状表面态。当考虑自旋轨道耦合时，节线是带隙的，系统成为具有Z $_2$拓扑不变量（1;001）的拓扑绝缘体。由于轻元素的自旋-轨道耦合效应较弱，因此预期在某些碱土金属锗化物和硅化物中可实现半金属线相。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nodal-line semimetals in ferromagnetic rare-earth-metal monohalides
拓扑半金属将拓扑分类从绝缘体扩展到金属，极大地丰富了我们对凝聚态拓扑态的理解。这对于拓扑线半金属（TNLS）尤其如此。在本文中，我们确定层状材料作为托管TNLS的有前途的候选人。基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出层状铁磁稀土金属单卤化物LnX（Ln=La，Gd; X=Cl，Br）具有长期追求的拓扑相.具体而言，单层LaX和单层GdX是理想的二维（2D）Weyl半金属和大间隙2D量子反常霍尔绝缘体（QAHIs），带隙分别高达61 meV。此外，3D LaX和3D GdX分别是具有一对镜像对称保护的节线和3D弱QAHIs的TNLS。3D LaX中贯穿整个布里渊区（BZ）的节线对于强自旋轨道耦合（SOC）具有相当强的鲁棒性，并且位于费米能级附近，为探索非线性线费米子的奇异性质以及相关器件设计提供了一个新的平台。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered topological semimetal GaGeTe: new polytype with non-centrosymmetric structure
GaGeTe是一种由锗烯和GaTe亚层组成的层状材料，最近被预测为基本的Z2拓扑半金属。迄今为止，只有一种GaGeTe的多型体已知具有三角中心对称结构（α相，空间群R-3 m，No.166）。在这里，我们表明，生长样品的GaGeTe显示的痕迹，至少另一个多型与六方非中心对称结构（β相，空间群P63 mc，第186号）。此外，我们认为，另一个散装六方多型体（γ相，空间群P-3 m1，编号164）也可以在接近室温条件下发现。α和β多型体已被确定和其特征在于通过X射线衍射和拉曼散射测量与从头计算的支持。我们提供了两种多型体的振动特性，并表明近40年前报道的GaGeTe的拉曼光谱归因于α相，事实上是次级β相。此外，我们表明，费米共振发生在非共振激发条件下的α-GaGeTe，但不是在共振激发条件下。理论计算表明，体β-GaGeTe是一种非中心对称的弱拓扑半金属，其晶格热导率比中心对称体α-GaGeTe还要小。从长远来看，我们的工作为GaGeTe多型体的控制和工程设计铺平了道路，并实现了复杂的范德华异质结构，该异质结构由中心对称和非中心对称层的组合形成，最多可在单一材料中形成三种不同的多型体，适用于许多基础研究和技术应用。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Berry Phase of Dirac Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]的Dirac节线半金属的Berry相位和曲率.在紧束缚模型的基础上，利用双带模型，证明了Berry曲率$\bm{B}(\bm{k})$存在于节线的一个环上，在节线上Berry相位由$\bm{B}(\bm{k})$的表面积分得到. Berry相位，也称为Zak相位，也是由Berry连接沿布里渊区边界的两个等效点之间的线的一维积分计算的。可能的实验进行了讨论的Berry相。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder- and Topology-Enhanced Fully Spin-Polarized Currents in Nodal Chain Spin-Gapless Semimetals
最近发现的高质量节链无自旋能隙半金属$M$ F $_3$（$M$ = Pd，Mn）在自旋上通道中具有超净节链，位于费米能级处，并显示出大的自旋能隙，导致100%的自旋极化输运性质。在这里，我们调查这类材料中的异常和自旋输运的内在和外在的贡献。占主导地位的内禀起源被发现完全来自有间隙的节链没有任何其他平凡带的纠缠。预测的侧跳机制是可以忽略不计的小，但固有的偏斜散射增强的固有霍尔和能斯特信号显着，导致各自的电导率的大值。我们的发现为探索磁性拓扑半金属中强反常和自旋输运性质开辟了一个新的材料平台。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of topological nodal-line semimetal in YbMnSb2 through optical spectroscopy
测量了YbMnSb_2晶体从室温到7 K的宽频率范围内的光学性质。随着温度的降低，电导率谱在300cm ~（-1）附近出现了一个平坦区，不能用Drude-Lorentz模型来描述。必须引入与频率无关的分量来对所测量的光学电导率进行建模。我们的第一性原理计算表明YbMnSb 2在费米能级附近有一个Dirac节线。测量的光学性质和计算的电子能带结构之间的比较表明，频率无关的光学电导率分量产生的狄拉克节线附近的带间跃迁，从而表明，YbMnSb 2是狄拉克节线半金属。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy relaxation dynamics in a nodal-line semimetal
本文研究了在声、光声子模存在下，金属线半金属在突然激发后的温度弛豫动力学。我们发现，节线约束散射过程中的电子动量，因此，由于声学声子的温度弛豫是作为时间的函数的指数。然而，取决于初始条件，其他函数形式是可能的。在典型的泵浦-探测实验中，温度弛豫是线性的，这是由于声学声子的速率随密度以$\sim n^{1/2}$变化。由光学声子引起的温度弛豫也与速率$\sim n^{-1/2}$或$\sim n$成线性关系。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer Construction of Three-Dimensional Z2 Monopole Charge Nodal Line Semimetals and prediction of the abundant candidate materials
本研究将层构造方法扩展至拓扑半金属系统，通过非点式对称性堆叠二维$\mathcal{PT}$对称Dirac半金属构造三维$\mathbb{Z}_2$节线半金属，并结合第一性原理计算预测了122种候选电子材料。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of bulk nodal lines and electronic surface states in ZrB$_2$
拓扑线-线半金属的特征是线接触体能带交叉和拓扑表面态。打破某些保护对称性将这个系统变成狄拉克半金属或外尔半金属，其中包含零维孤立节点。能带理论的最新进展预测了AlB $_2$型二硼化物中具有新型节线的拓扑半金属态。在这里，我们报告的实验实现的角分辨光电子能谱结合第一性原理计算的ZrB $_2$的费米能附近的线费米子和相关的表面态。ZrB $_2$中的狄拉克节线缠绕成两组节环，它们沿$Γ$ - $K$方向连接在一起。我们进一步观察到一个独特的表面状态连接到每个节线，指示的非平凡的拓扑性质的散装节线。因此，我们的研究结果提供了令人信服的实验证据的半金属态的ZrB $_2$在体和表面上，这表明ZrB $_2$作为一个显着的平台，发现独特的现象诱导的半金属线费米子。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imbert-Fedorov shift in pseudospin-$N/2$ semimetals and nodal-line semimetals
Imbert-Fedorov（IF）位移是光束在表面或界面处的横向位移。它是三分量Berry曲率在三维空间中的一种表现形式，并且已经在光学系统和Weyl半金属中进行了研究。本文研究了两类拓扑系统的IF位移，一类是具有赝自旋$N/2$的拓扑半金属（其中$N$为任意整数），另一类是自旋线半金属（NLSM）.对于前者，我们发现IF位移依赖于赝自旋分量，符号依赖于手征。我们称这种现象为拓扑费米子的赝自旋霍尔效应。这种位移也可以解释为总角动量守恒的结果。对于后者，如果NLSM同时具有时间反演和反演对称性，则IF移位为零;否则它可能是有限的。我们采取的NLSM与涡环，这打破了这两个对称性，作为一个例子，并表明，IF移位可以用来检测拓扑Lifshitz转变。最后，我们提出了实验设计，以检测IF移位。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced topological phase transition from a crossing-line nodal semimetal to a multiple-Weyl semimetal
我们提出了一个简单的方案来构建一个模型，其费米面是由交叉线节点。哈密顿量由一个正常的跳跃项和一个附加项组成，该附加项在镜面反射下是奇的。线节点沿着镜像不变平面出现，其中每个线节点携带量化的Berry磁通量。我们明确地构建了一个模型与$N$折叠旋转对称，其中的$2N$线节点合并在北极和南极。光辐照诱导拓扑相变。当我们沿着$k_z$轴照射时，在这些极点处出现了携带负电荷$\pm N$的点节点，而所有的线节点消失。所得到的系统描述各向异性的多外尔费米子。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double Dirac Nodal Line Semimetal with Torus Surface State
我们提出了一类节线半金属，主机的八倍退化的双狄拉克节线（DDNL）与可忽略的自旋轨道耦合。我们发现230个空间群中只有5个拥有DDNL。DDNL可以看作是两个狄拉克节线的组合，并且具有平凡的Berry相位。这导致两种可能的但完全不同的表面状态，即，覆盖整个表面布里渊区的环面表面状态和根本没有表面状态。基于第一性原理计算，我们预测储氢材料LiBH是一种理想的DDNL半金属，其线位于费米能级，能量相对平坦，线性能量范围较大.有趣的是，DDNL的两种新颖的表面态都可以在LiBH中实现。此外，我们预测，与磁场平行的DDNL，由于Kramers类简并的DDNL的朗道能级是双简并的，并有一个双简并零模。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Silicon Topological Semimetals with Closed Nodal Line
由于与当前半导体工业的天然兼容性，具有不同结构和电子特性的硅同素异形体为下一代Si基器件提供了有希望的平台。通过第一性原理计算筛选了230个沸石骨架中的全硅晶体，发现了两种结构稳定的硅同素异形体（AHT-Si 24和VFI-Si 36），它们含有开放通道作为拓扑节点线半金属，Dirac节点在布里渊区kz=0平面上形成节环。有趣的是，由于Si的自旋-轨道耦合非常弱，它们的节环受到反演和时间反演对称性的保护，对SU（2）对称性破缺具有鲁棒性。当节线投影到（001）面上时，由于体能带结构的非平凡拓扑结构，可以观察到平坦的表面能带。我们的发现将拓扑物理扩展到三维Si材料，突出了实现具有拓扑量子态的低成本、无毒且与超导体兼容的Si基电子学的可能性。
2018-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport and quantum oscillation of Topological Semimetals
三维拓扑半金属是一类新的拓扑物质。对这一族材料的研究一直处于凝聚态物理的前沿，取得了多项突破。一些拓扑半金属相，包括狄拉克半金属（DSM），外尔半金属（WSM），半导体线（NLSM），和三点半金属，已被理论预测和实验证明。狄拉克/外尔节点、节线或三重简并节点附近的低能激发可以看作是相对论费米子的涌现。实验研究表明，相对论性费米子可以导致各种各样的奇异输运性质，例如，极大的磁电阻、手征反常和本征反常霍尔效应。本文首先简要介绍了各种拓扑半金属相的能带结构特征，然后综述了各种拓扑半金属相的量子振荡和奇异输运性质的研究现状，最后展望了该领域的发展前景。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast relaxation of acoustic and optical phonons in a topological nodal-line semimetal ZrSiS
尽管是研究最多的节线半金属，一个清晰的理解的瞬态弛豫动力学和潜在的机制，在ZrSiS是缺乏。利用时间和角度分辨的光电子能谱，我们研究了ZrSiS的超快弛豫动力学，揭示了一个独特的松弛在体相线状态，这是很好地捕获的一个简单的模型的基础上的光学和声学声子冷却。我们发现线性衰减过程的光学和声学声子弛豫声冷却抑制在高温下。我们的研究结果揭示了不同的衰减机制的体和表面状态，并铺平了道路，以了解在这种材料的导电机制。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Conductivity of Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor [Pd(dddt)$_2$]
利用紧束缚模型，研究了单组分分子导体[Pd（dddt）$_2$ ]中三维Dirac电子节线半金属的各向异性电导率.电导率显示由$σ_y > σ_x > σ_z$给出的各向异性，其与狄拉克锥的速度一致，其中$z$是层间方向，$y$是分子堆叠方向。随着压力的增加，出现节线半金属，随后是狄拉克点的环，其中$σ_x$在压力下达到最大值。通过计算态密度和化学势研究了这种压力依赖性。研究了各向异性电导率的温度依赖性，在低温下得到一个恒定的行为，这归因于狄拉克电子。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle interference and resonant states in normal and superconducting line nodal semimetals
我们研究了线结半金属的正常和d波超导态中的杂质散射，并表明，由于表面上的杂质可获得额外的散射相空间，准粒子干涉图案获得了扩展的字符，而不是离散的δ函数峰的集合。此外，使用的T-矩阵形式主义，我们证明了传统的行为的标量杂质在d波超导体的表面上的线结半金属在准平带极限。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nodal-knot semimetals
拓扑线半金属的特征在于在布里渊区中的一维带交叉线。与节点相反，节点线可以是拓扑非平凡的构型。本文研究了最简单的拓扑非平凡形式的节线，即布里渊区中的单节线。我们介绍了一个通用的建设各种“的结半金属”，它产生了最简单的三叶节结和其他更复杂的节结的布里渊区。本文还研究了由磁力线重联引起的结-解结跃迁。我们的工作将纽结理论引入到拓扑半金属中。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Classification of reflection symmetry protected topological semimetals and nodal superconductors
虽然绝缘体、半金属和超导体在非空间对称性方面的拓扑分类是很好理解的，但对晶体对称性（如镜面反射和旋转）保护的拓扑状态知之甚少。在这项工作中，我们系统地分类拓扑半金属和节点超导体的保护，不仅由非空间（即，全球）对称，而且还通过晶体反射对称。我们发现这种分类主要取决于（i）半金属（超导体）的费米面（节点线或节点）的余维，（ii）镜像对称与非空间对称是交换还是反交换，以及（iii）费米面（节点线或节点）在镜像反射和非空间对称下如何变换。该分类是通过检查所有可能的可添加到布洛赫或Bogoliubov-德Gennes哈密顿量在一个给定的对称类，并明确推导出拓扑不变量允许的质量项。我们讨论了反射对称保护的拓扑半金属和节点超导体的几个例子，包括具有镜像$\mathbb{Z}_2$数的拓扑晶体半金属和具有镜像绕组数的拓扑晶体节点超导体。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tunable Weyl Points in Periodically Driven Nodal Line Semimetals
Weyl半金属和节线半金属分别在零维点和一维线上具有线性带接触。我们预言，圆偏振光驱动节线半金属成为外尔半金属。由此获得的Floquet Weyl点可由入射光调谐，这使得能够以高度可控的方式对它们进行研究。从节线半金属到外尔半金属的过渡伴随着一个大的和可调的反常霍尔电导率的出现。我们的预测是实验测试的薄膜样品中的传输测量或泵浦探测角分辨光电子能谱。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Open Type Nodal line Topological Semimetal in Two Dimensional B2C
拓扑半金属，包括Dirac半金属、Weyl半金属和节线半金属，由于其内在的拓扑性质和迷人的性质而引起了人们极大的研究兴趣。利用密度泛函理论，我们发现在二维单层B2 C的低能电子中，节线半金属和Dirac半金属可以共存。有趣的是，除了I型和II型狄拉克费米子外，费米能级周围还出现了一种开放的节线。B_2C片层的低能电子性质可用紧束缚（TB）模型描述，该模型依赖于B-py，pz和C-py，pz态。该系统的一个最大优点是这四种拓扑半金属的能量窗口不同，在实验中很容易区分。该系统为研究不同类型半金属间的相互作用提供了良好的平台。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci
The centrosymmetric Li2NaN material: an ideal topological semimetal with critical-type triply degenerate nodal points
三重简并带交叉可以产生新的三重简并节点费米子。为了使TDNP特性在物理性质上得到最好的体现，期望TDNP在费米能级附近，在倒易空间中彼此远离，并且不与其他准粒子或外来带共存。在这里，我们预测，中心对称材料Li2NaN是一个现实的TDNP半金属，满足所有这些要求。Li2NaN在费米能级只有一对TDNP，在C6v对称性的保护下。有趣的是，这里确定的TDNP显示临界型带交叉，这是不同于以前报道的TDNP半金属。费米弧表面状态的TDNP已被确定。在晶格应变下，我们发现TDNP的位置可以被调节，并且TDNP甚至可以被湮灭。Li_2NaN的中心对称性使得TDNP在自旋轨道耦合作用下转变为临界型Dirac点，这与非中心对称系统中的情形截然不同.这种中心对称的TDNP半金属在实际材料中很少被发现。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetothermopower of nodal line semimetals
该研究针对节线半金属的磁热电势展开，计算了其任意温场下的塞贝克和能斯特系数，发现强磁场下会产生与磁场线性相关且低温下不随温度变化的大热电势，为高效低温热电材料研发提供新方向。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet multi-Weyl points in crossing-nodal-line semimetals
带负电荷$\pm 1$的Weyl点已被广泛研究，但其负电荷高于$1$的多Weyl点的真实材料还没有被发现.在这篇快速通讯中，我们证明了具有非平凡线连通性的单线半金属为实现Floquet多Weyl点提供了天然的平台.特别是，我们表明，驱动交叉节线的圆偏振光产生双外尔点。此外，我们还证明了在交叉节线半金属和链状半金属中可以观察到电子复合和湮灭。这些建议可以在泵浦探测角分辨光电子能谱实验验证。
2017-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
From Nodal Chain Semimetal To Weyl Semimetal in HfC
基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出WC型HfC在不存在自旋轨道耦合（SOC）的情况下，可以具有三维节链半金属态.与前人报道的IrF4 [T. Bzdusek等人，Nature 538，75（2016）]，这里的节链受到简单空间群的镜像反射对称性的保护，而在IrF 4中，具有滑移平面的非对称空间群是必要的。此外，在SOC的存在下，在WC型HfC的节链演变成Weyl点。在布里渊区，通过第一性原理计算得到了三种类型共30对外尔点。此外，还研究了表面态和连接这些外尔点的表面费米弧的图案，这可能是未来实验测量的结果。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ideal inner nodal chain semimetals in Li2XY (X = Ca, Ba; Y = Si, Ge) materials
倒易空间中的链式节环可以产生奇异的节链费米子。本文报道了Li_2XY（X = Ca，Ba; Y = Si，Ge）化合物是理想的内节链半金属。它们的能带结构由两个连接的节环组成，具有混合或I型带色散。节点链的签名，如非平凡的表面状态，在这些Li 2XY化合物中是相当明显的，因为只有一个单一的内部节点链附近的费米能级没有其他无关的带。这些化合物都是现有的材料，并且是环境稳定的，这对于实现内节链费米子的实验探测或进一步的实际应用都是有用的。
2018-07-10 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
Weak Localization and Antilocalization in Nodal-Line Semimetals: Dimensionality and Topological Effects
新材料，如半导体半金属，为新的传输现象提供了独特的环境。在这里，我们计算的量子修正的电导率在一个无序的半金属。环面形状的费米面和由节环携带的环绕的$π$ Berry通量导致电子扩散的有效维数和能带拓扑之间的迷人的相互作用，这取决于杂质势相对于节环尺寸的散射范围。对于短程杂质势，后向散射由不环绕节环的干涉路径主导，产生3D弱局域效应。相比之下，对于长程杂质势，电子有效地在各种2D平面中扩散，并且后向散射由包围节环的干涉路径主导。后者，导致弱反局域化与二维标度律。我们的结果是一致的对称性考虑，其中两个政权对应的正交和辛类，分别。此外，我们提出了在低温下的实际实验参数的弱场磁导率的计算，并预测明确的标度签名$\propto\sqrt{B}$和$\propto -\ln B$，分别。通过调节费米能级，可以探测到3D弱定域和2D弱反定域之间的交叉，从而给出了该半金属的独特输运特征。
2019-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Type-II Dirac nodal chain semimetal CrB4
针对II型狄拉克节链半金属缺乏实验证实的理想材料平台问题，本研究通过对称性分析和第一性原理计算，预测CrB₄是镜面对称保护的II型狄拉克节链半金属，具有双带模型下的大磁阻效应，为相关实验研究提供理想材料。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Mirror Protected Multiple Nodal Line Semimetals and Material Realization
传统的k.p方法不能捕捉到三维布里渊区中许多对称性丰富的多节线结构的完整和本质的物理过程。本文提出了一种新的、系统的方法，在不考虑自旋轨道相互作用的情况下，构造了镜像对称保护的三维多节线半金属的有效晶格模型。对于给定的一对正交节环系统，我们得到了所有的有效格点模型和十一个不等价节线费米面及其相关的约束条件。通过第一性原理计算，我们首次提出了一个支持这类新型费米面的实际材料族-β相三元氮化物X_2GeN_2（X = Ca; Sr; Ba）。因此，我们的工作加深了对节线结构的理解，促进了拓扑节线半金属的实验进展。
2018-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional topological nodal line semimetal in layered $X_2Y$ ($X$ = Ca, Sr, and Ba; $Y$ = As, Sb, and Bi)
在拓扑半金属中，狄拉克点可以形成零维和一维流形，分别如狄拉克/外尔半金属和拓扑节线半金属所预测的那样。在这里，基于第一性原理计算，我们预测的拓扑节线半金属相的二维化合物$X_2Y$（$X$ =钙，锶，钡; $Y$ =砷，锑，铋）在没有自旋轨道耦合（SOC）与带反转在M点。镜像对称性以及静电相互作用，可以通过应变工程，负责非平凡的阶段。此外，我们还证明了奇异的边缘态也可以在没有和有SOC的情况下得到，尽管当包含SOC时，体态的节线处出现了一个微小的间隙。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Evidence on Realization of a Genuine Topological Nodal Line Semimetal in LaSbTe
节线半金属由于其独特的拓扑电子结构和奇异的物理性质而受到人们的广泛关注。一个真正的节线半金属是合格的狄拉克节点的存在沿着一条线在动量空间中，保护免受自旋轨道耦合。此外，它要求狄拉克点位于费米能级附近，允许支配宏观物理性质。虽然在许多化合物中已经从理论上预测了节线半金属的材料实现，但只有少数化合物得到了实验验证，并且真正的节线半金属的实现特别罕见。在这里，我们报告实现一个真正的节线半金属在LaSbTe。通过能带结构计算和角分辨光电子能谱（ARPES）测量研究了LaSbTe的电子结构。在考虑自旋轨道耦合的情况下，我们的能带结构计算预测在布里渊区的边界面上会形成一个结线，该结线是坚固的，并且靠近费米能级。在我们的ARPES测量中直接观察到了沿动量空间X-R线的狄拉克节点，这些狄拉克节点的能量都接近费米能级。这些结果构成了明确的证据，LaSbTe是一个真正的节线半金属，提供了一个新的平台，探索新的现象和可能的应用与节线半金属。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci
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
Quantized thermoelectric Hall plateau in the quantum limit of graphite as a nodal line semimetal
本研究通过在同一块单晶石墨上开展电与热电输运测量，观测到量子极限下热电霍尔电导率$\alpha_{xy}$的温度线性依赖平台，实验证实了节线半金属中量子化热电霍尔效应的理论预言。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of Higher-Order Nodal Surface Semimetals
本文首次提出并实验实现了高阶节点面半金属，通过层堆叠二维各向异性Su-Schrieffer-Heeger晶格构建三维模型，在声学超材料中观测到体节点结构和铰链弧态，为经典波控制开辟新途径。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Topological Signatures in Nodal Semimetals through Neutron Scattering
拓扑结点半金属由于其带接触结点的拓扑保护作用而具有多种迷人的电子性质。中子散射，尽管它的权力在探测基本激发，并没有被常规应用于拓扑半金属，主要是由于缺乏一个明确的中子响应和拓扑签名之间的联系。在这项工作中，我们从理论上研究的作用，中子散射可以发挥揭开拓扑节点功能：一个大的磁中子响应与光谱非解析性可以产生单独的节点带。导出了一般拓扑节块金属的动力学结构因子的新公式。对于Weyl半金属，我们证明了Weyl节点的位置、费米速度和手征反常的特征都可以留下标志性的中子谱响应。我们的工作提供了一个基于中子的途径探测散装拓扑材料。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Weyl nodal line semimetal in high Curie temperature d0 ferromagnet K2N monolayer
二维材料中的节线半金属是目前研究的热点。从基础物理和自旋电子学应用的角度来看，具有抗自旋轨道耦合（SOC）的节线的高居里温度铁磁（FM）是非常理想的。在这里，我们建议FM K2N单层是这样的Weyl节线半金属。结果表明，K2N单分子膜是动态稳定的，并具有FM基态，具有面外[001]磁化。在低能能带结构中出现了两条节线。在镜像对称性的保护下，两条节点线对SOC都是鲁棒的。我们构造了一个有效的哈密顿量，它可以很好地描述系统中的节线。值得注意的是，这里提出的节线半金属不同于以前研究的K2N单层是二维d0型铁磁体，其磁性来自部分填充的N-p轨道，这在自旋电子学应用中可以带来特殊的优势。此外，K_2N单分子层的居里温度估计为942K，明显高于以前的FM节线材料。我们还发现，特定的拉伸应变可以将节线从I型转变为II型，使其节线特性更加有趣。
2020-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Signature of odd-frequency equal-spin triplet pairing in the Josephson current on the surface of Weyl nodal loop semimetals
我们理论上预测了邻近诱导奇频（$ω$）配对的表面上的Weyl节环半金属，其特征在于一个节环费米表面和鼓面状表面状态（DSS），连接到传统的自旋单重$s$波超导导线。由于完整的自旋极化的DSS，奇- $ω$等自旋三重态配对是存在的，我们表明，它会产生一个有限的约瑟夫森电流。在结中放置额外的铁磁体也可以产生奇数- $ω$混合自旋三重态配对，但是如果磁化与DSS自旋极化正交，则配对和电流不受影响，这进一步证实了配对的等自旋结构。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Realization of nodal ring semimetal in pressurized black phosphorus
通过磁输运测量和理论计算，证明加压黑磷是理想的节环半金属，其节环可调且孤立，并揭示大磁阻源于各向异性弛豫时间。
2024-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Nonlinear Spin-Charge Conversion in the Thin Film of Nominally Centrosymmetric Dirac Semimetal SrIrO3 at Room Temperature
通过自旋轨道相互作用实现自旋电荷转换是当前自旋电子学研究的核心概念之一。基于线性响应区域中布洛赫波函数的Berry曲率估计了电荷和自旋流之间的相互转换效率。在线性区域之外，高阶电场项下的非线性自旋-电荷转换最近在动量空间中具有非平凡自旋织构的非中心对称材料中得到了证实。在这里，我们报告的非线性电荷自旋转换的观察名义上中心对称的氧化物材料，SrIrO 3，通过打破在界面处的反转对称性。由于狄拉克半金属带界面处的反对称自旋-轨道相互作用受衬底的对称性约束，在室温下观察到较大的二阶磁电系数。我们的研究表明，非线性自旋-电荷转换可以诱导在许多材料与强自旋-轨道相互作用的界面处，通过打破本地反转对称性，以引起自旋分裂，否则自旋简并系统。
2021-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
