RhGe 中共存的拓扑与旋向声子：第一性原理研究

CoSi 族材料（CoSi、CoGe、RhSi 和 RhGe）形成立方体旋向结构，包含非凡的多重旋向费米子，如自旋 1 和自旋 3/2 费米子，导致出现长形 Fermi 弧表面态和异常传输性质。近年来，随着对旋向材料声子行为的日益关注，这些行为具有独特特征，包括拓扑声子、受保护的表面态以及具有非零角动量的旋向声子。本研究利用第一性原理密度泛函理论计算以及对称性和拓扑分析，探讨了 RhGe 中拓扑声子和旋向声子行为。具体地，我们发现该费米亮区中存在 6 个自旋 1 的三重简并节点位于 $\Gamma$ 点，以及 6 个电荷 2 双 Weyl 点位于 R 点。有趣的是，这些拓扑特征与该物质在未包含电子自旋轨道耦合的电子能带结构中完全相同。我们期望这一发现不仅适用于 CoSi 族，也具有普适性。其次，我们发现旋向晶体 RhGe 包含具有声子角动量（PAM）及其相关声子磁矩（PMM）的旋向声子模式，除在高对称点（如 $\Gamma$、R、X 和 M）外，在整个布里渊区几乎处处存在。PAM 和 PMM 在旋向旋转轴上以及拓扑节点附近都较大。我们的研究还揭示了所有拓扑声子模式都是旋向的，但反向并非总是如此。我们的发现不仅深化了对 CoSi 族材料声子行为的理解，也为开发新型材料和器件开辟了新路径。