Weyl 半金属中的磁性杂质

我们利用变分法研究了在 $k_z$ 轴上具有两个 Weyl 节点的三维（3D）Weyl 半金属中自旋 $1/2$ 磁性杂质的 Kondo 屏蔽。当两个 Weyl 节点的间距消失时，该模型退化为 3D Dirac 半金属。当化学势位于节点处，即 $\mu=0$ 时，只有当杂质与传导电子之间的耦合超过临界值时，杂质自旋才会被屏蔽。对于有限但较小的 $\mu$，由于态密度较低，杂质自旋呈弱束缚态，该态密度与 $\mu^2$ 成正比，这与石墨烯和 2D 螺旋金属等 2D Dirac 金属中态密度与 $|\mu|$ 成正比的情况相反。研究发现，由于自旋轨道耦合，位于原点的磁性杂质的自旋 $v$ 分量与位于空间点 $\mathbf{r}$ 处的传导电子的自旋 $u$ 分量之间的自旋-自旋关联函数 $J_{uv}(\mathbf{r})$ 呈现出强烈的各向异性，并以幂律形式衰减。3D Weyl 半金属与 Dirac 半金属中 Kondo 屏蔽的主要区别在于 $z$ 轴空间方向上关联函数的自旋 $x$（$y$）分量。