三维拓扑半金属中量子振荡的异常相移

贝里相位物理与许多拓扑物质态密切相关。最近发现的拓扑半金属被认为具有非平庸的 $\pi$ 贝里相位，从而在量子振荡中引起 $\pm 1/8$ 的相移（空穴为 $+$，电子为 $-$）。我们从理论上研究了外尔和狄拉克半金属的舒布尼科夫-德哈斯振荡，考虑了它们的拓扑性质与朗道能带间散射。对于时间反演对称性破缺的外尔半金属，发现相移非单调变化并超出已知的 $\pm 1/8$ 和 $\pm 5/8$ 值。对于狄拉克半金属或顺磁外尔半金属，时间反演对称性导致作为费米能量函数的离散相移 $\pm 1/8$ 或 $\pm 5/8$。与先前工作不同，我们发现拓扑能带反转可在无塞曼分裂的情况下导致拍频图案。我们还发现电阻峰在朗道指数图中应被赋予整数。我们的发现可能解释最近在 Cd$_2$As$_3$ 中的实验，并有助于探索各种三维系统中的贝里相位。