三维狄拉克半金属 Cd3As2 中拓扑表面态的证据
材料科学
2014-08-26 v1 强关联电子
超导电性
摘要
三维拓扑半金属代表了一种新的物质量子态。不同于拓扑绝缘体中在二维动量平面内呈现线性色散的表面态，三维半金属在所有方向上均具有线性的体能带色散，从而在三维动量空间中形成离散的狄拉克锥。除了体内的无能隙点（Weyl/Dirac 节点）外，三维 Weyl/Dirac 半金属还以其特定表面上的费米弧为特征的“拓扑保护”表面态而著称。Weyl/Dirac 半金属最近引起了广泛关注，因为它们不仅为探索独特的量子现象提供了场所，还展示了潜在的应用前景。虽然 Cd3As2 被提议为狄拉克半金属的可行候选者，但仍需要更多的实验证据和理论研究来确定其性质。特别是，作为三维半金属标志的拓扑表面态尚未在 Cd3As2 中被观测到。在此，我们报告了通过角分辨光电子能谱测量 (112) 晶体表面以及详细的能带结构计算所研究的 Cd3As2 电子结构。测得的费米面和能带结构与能带结构计算结果吻合良好，显示两个类狄拉克体能带趋近费米能级并在布里渊区中心附近形成狄拉克点。此外，首次识别出具有趋近费米能级的线性色散的拓扑表面态。这些结果为 Cd3As2 中拓扑非平庸三维狄拉克锥的性质提供了强有力的实验证据。
引用
@article{arxiv.1405.5702,
title = {Evidence of Topological Surface State in Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2},
author = {Hemian Yi and Zhijun Wang and Chaoyu Chen and Youguo Shi and Ya Feng and Aiji Liang and Zhuojin Xie and Shaolong He and Junfeng He and Yingying Peng and Xu Liu and Yan Liu and Lin Zhao and Guodong Liu and Xiaoli Dong and Jun Zhang and M. Nakatake and M. Arita and K. Shimada and H. Namatame and M. Taniguchi and Zuyan Xu and Chuangtian Chen and Xi Dai and Zhong Fang and X. J. Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.5702},
year = {2014}
}
备注
14 Pages, 4 Figures