de Haas-van Alphen 效应及可能具有拓扑性质的锡化物 Cu$_3$Sn 的第一性原理研究

寻找具有多种对称性保护拓扑态的量子材料一直是近期研究关注的焦点，这主要是由于其引人入胜的物理性质以及潜在的技术应用价值。在本工作中，我们报道了锡化物 Cu$_3$Sn 的磁输运、de Haas-van Alphen (dHvA) 振荡以及第一性原理计算，该材料与近期报道的拓扑半金属 Ag$_3$Sn 同构。研究发现磁电阻随磁场近似线性变化。在 2 K、低至 1 Tesla 的磁场下观察到清晰的 dHvA 振荡，具有三个主要振荡频率 $F_{\alpha}$=8.74 T、$F_{\beta}$=150.19 T 和 $F_{\gamma}$=229.66 T，以及极小的有效质量。对 dHvA 量子振荡的分析揭示了可能的非零 Berry 相位，表明存在非平庸的能带拓扑。非平庸电子拓扑的佐证也来自第一性原理计算，其给出了非零的 $\mathbb{Z}_2$ 拓扑指数。这些结果共同表明，Cu$_3$Sn 类似于其同系物 Ag$_3$Sn，可能是另一种承载拓扑 Dirac 费米子的金属间锡化物。