层状 KxNi4S2 (0<=x<=1) 中从拓扑狄拉克金属到平带诱导反铁磁体的演化
材料科学
2025-09-15 v1 强关联电子
摘要
在同一系统中共存狄拉克锥和平带并在它们之间实现可切换控制，是令人向往但极为罕见的。在此，我们报告了一种层状量子材料系统 KxNi4S2 (0 <= x <= 1)，它在不涉及典型 Kagome/蜂窝晶格的情况下同时具备这两种特性。通过拓扑化学 K 脱插层过程，费米面可以在很宽的能量范围内进行连续微调。因此，在富 K 的 x = 1 一侧观察到了非磁性狄拉克金属态，其拓扑非平庸 Z2 指数为 1;(000)，并得到第一性原理计算和高达 1471 cm2V-1s-1 的高迁移率的支持；而当 K 含量趋近于 0 时，出现了 TN 高达 10.1 K 的平带诱导反铁磁态。KxNi4S2 系统为探索新兴现象提供了一个多功能平台，并凸显了由狄拉克锥、平带及其相互作用主导的量子材料原位控制的可行途径。
引用
@article{arxiv.2509.09903,
title = {Evolution from Topological Dirac Metal to Flat-band-Induced Antiferromagnet in Layered KxNi4S2 (0<=x<=1)},
author = {Hengdi Zhao and Xiuquan Zhou and Hyowon Park and Tianqi Deng and Brandon Wilfong and Alann P. Au and Samuel E. Pate and Craig M. Brown and Hui Wu and Tushar Bhowmick and Tessa McNamee and Ravhi Kumar and Yu-Sheng Chen and Zhi-Li Xiao and Russell Hemley and Weizhao Cai and Shanti Deemyad and Duck-Young Chung and Stephan Rosenkranz and Mercouri G. Kanatzidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09903},
year = {2025}
}