破缺反演对称性外尔半金属的极简“氢原子”版本
介观与纳米尺度物理
2016-10-07 v1
摘要
近年来对外尔半金属研究兴趣的爆发式增长，催生了众多外尔半金属候选材料的提出以及少数在真实材料中的实验观测。通过这些经历，我们逐渐认识到典型的外尔半金属通常拥有许多外尔点。例如，实验中观测到的首个外尔半金属 TaAs 拥有 24 个外尔点。类似地，最近作为首个第二类外尔半金属被研究的 MoWTe 系列拥有 8 个外尔点。然而，众所周知，对于无中心反演对称性但具有时间反演对称性的外尔半金属，其外尔点的最小数目为 4。实现这样一种极简外尔半金属具有根本性的意义，因为它将提供一个破缺反演对称性外尔半金属的最简“氢原子”范例。同时，在外尔点尽可能少的系统中，输运实验和器件应用可能更为简单。最近，TaIrTe 被预言为一种极简的、破缺反演对称性的外尔半金属。然而，关键问题在于其外尔点和费米弧完全位于费米能级以上，使得常规角分辨光电子能谱 (ARPES) 无法探测到它们。在此，我们利用泵浦-探测 ARPES 直接获取 TaIrTe 费米能级以上的能带结构。我们直接观测到了外尔点和拓扑费米弧，表明 TaIrTe 是一种外尔半金属。我们发现 TaIrTe 总共拥有 4 个外尔点，从而提供了极简破缺反演对称性外尔半金属的首个实例。我们的结果为在真实材料中实现外尔半金属所涌现的奇异输运现象带来了希望。
引用
@article{arxiv.1610.02013,
title = {A minimal, "hydrogen atom" version of an inversion-breaking Weyl semimetal},
author = {Ilya Belopolski and Peng Yu and Daniel S. Sanchez and Yukiaki Ishida and Tay-Rong Chang and Songtian S. Zhang and Su-Yang Xu and Daixiang Mou and Hao Zheng and Guoqing Chang and Guang Bian and Horng-Tay Jeng and Takeshi Kondo and Adam Kaminski and Hsin Lin and Zheng Liu and Shik Shin and M. Zahid Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.02013},
year = {2016}
}