原型化合物BaAl$_4$中晶体对称性保护的非平凡拓扑
材料科学
2020-07-28 v1 强关联电子
摘要
BaAl原型晶体结构是所有结构类型中数量最多的，并且是多种子结构的构建单元，包括著名的ThCrSi家族，该家族中存在高温超导性以及众多磁性和强关联电子系统。MA家族材料（M=Sr, Ba, Eu; A=Al, Ga, In）本身呈现出一系列有趣的基态，包括电荷序和自旋序，但在很大程度上被认为是无趣的金属。利用电子结构计算、对称性分析和拓扑量子化学技术，我们预测典型化合物BaAl具有一个三维狄拉克谱，该谱具有非平凡拓扑和可能穿过布里渊区的节线，其中一对半狄拉克点（沿方向具有线性色散，沿方向具有二次色散）位于具有点群对称性的旋转轴上。电输运测量表明，尽管BaAl的能带结构是非补偿的，但其存在极大的、不饱和的正磁电阻，而量子振荡和角分辨光电子能谱测量证实了预测的多带半金属结构，其中包含狄拉克空穴口袋和一个与理论预测非常一致的范霍夫奇点（VHS）。因此，我们提出BaAl是一种新的拓扑半金属，将其原型地位转变为大量新型拓扑材料构建基石的新角色。
引用
@article{arxiv.2007.12571,
title = {Crystalline symmetry-protected non-trivial topology in prototype compound BaAl$_4$},
author = {Kefeng Wang and Ryo Mori and Zhijun Wang and Limin Wang and Jonathan Han Son Ma and Drew W. Latzke and David E. Graf and Jonathan D. Denlinger and Daniel Campbell and B. Andrei Bernevig and Alessandra Lanzara and Johnpierre Paglione},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12571},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 5 figures