Ta$_{3}$S$_{2}$中极强的稳健外尔费米子半金属态
材料科学
2017-01-10 v2
摘要
外尔半金属极其有趣。尽管首个外尔半金属最近在TaAs中发现，研究进展仍因缺乏稳健且理想的候选材料而严重受阻。为了观测由外尔费米子产生的许多预测奇异现象，找到稳健且理想的外尔半金属至关重要，它们具有更少的外尔节点，且更重要的是其外尔节点在动量空间中良好分离且位于靠近化学势的能量处。本文中，我们提出了迄今为止最稳健且理想的外尔半金属候选者，即破缺反演的单晶化合物硫化钽TaS，其具有超越TaAs的新颖性质。我们发现TaS仅有8个外尔节点，所有节点具有相同能量，仅位于化学势下方10 meV处。关键的是，我们的结果表明TaS在已知外尔半金属候选者中具有最大的外尔节点间-空间分离，约为TaAs的两倍，是WTe中预测值的二十倍。此外，我们预测晶格增大可湮灭所有外尔节点，驱动从外尔半金属态到拓扑绝缘体态的新颖拓扑金属-绝缘体转变。我们进一步发现改变晶格常数可将外尔节点和具有增强态密度的范霍夫奇点移动到化学势。我们的预测为这一快速发展领域提供了迫切需要的稳健候选者。良好分离的外尔节点、拓扑金属-绝缘体转变以及显著的可调性暗示了TaS作为未来基于外尔半金属器件应用的理想平台的潜力。
引用
@article{arxiv.1512.08781,
title = {A strongly robust Weyl fermion semimetal state in Ta$_{3}$S$_{2}$},
author = {Guoqing Chang and Su-Yang Xu and Daniel S. Sanchez and Shin-Ming Huang and Chi-Cheng Lee and Tay-Rong Chang and Hao Zheng and Guang Bian and Ilya Belopolski and Nasser Alidoust and Horng-Tay Jeng and Arun Bansil and Hsin Lin and M. Zahid Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.08781},
year = {2017}
}
备注
25 pages, 6 figures