拓扑半金属 PrAlSi 中的能带结构重构
光学
2024-12-04 v1
摘要
非平凡拓扑、磁性和强相关相互作用在凝聚态物理学中引发了广泛关注。其中，RAlX 系列材料（R 为稀土元素；X 为 Si 和 Ge）为探索这些复杂相互作用提供了理想平台。本文对铁磁（FM）拓扑半金属 PrAlSi 进行红外光谱测量，以探讨 FM 有序对拓扑能带结构的影响。我们发现，与 Dirac/Weyl 锥相关的光学导电率在正常态中表现为两个线性增长段的特征，在约 1960 cm⁻¹ 处由一个拐点相连。进入 FM 态后，在原有两个线性增长段之间出现了额外的线性增长段，表明能带结构发生了重构。我们提出，这些观察结果可通过以下场景有效解释：Dirac/Weyl 节点因铁磁有序导致的时间反演对称性破坏而分裂为具有较低退火性的 Weyl 节点对。这种能带结构的重构还导致 itinerant 载流子密度的显著增强。此外，估算的 itinerant 载流子有效质量约为自由电子质量的两个数量级，提供了近乎所有自由载流子表现出类相对狄拉克或 Weyl 费米子特征的罕见案例。我们的结果展示了磁性有序与拓扑能带结构之间强烈相互作用的有力实例，为探索新型拓扑材料及其潜在应用开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2412.02203,
title = {Band structure reconstruction in the topological semimetal PrAlSi},
author = {B. X. Gao and M. Lyu and L. Y. Cao and L. Wang and X. T. Zhang and X. Y. Zhang and P. J. Sun and R. Y. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.02203},
year = {2024}
}