TaP中拓扑外尔半金属态的实验发现
介观与纳米尺度物理
2015-11-17 v2
摘要
外尔半金属有望在物理和材料科学中开辟新视野，因为它们提供了外尔费米子的首次实现并展现出受保护的费米弧表面态。然而，它们在自然界中被发现极为罕见。最近，由TaAs、TaP、NbAs和NbP组成的一类化合物被预测为外尔半金属候选材料。在此，我们在TaP中实验实现了一个外尔半金属态。利用光电子能谱，我们直接观察到了块体中的外尔费米子锥和节点以及表面的费米弧。此外，我们发现表面态展现出出乎意料地丰富的结构，包括拓扑费米弧和在外尔点附近若干拓扑平凡的闭合轮廓，这为研究外尔半金属表面上的拓扑与非平凡表面态之间的相互作用提供了一个有前景的平台。我们通过解析包围外尔节点的闭合路径上手性边缘模的净数目，直接证明了体-边界对应关系，从而确立了TaP中外尔半金属态的拓扑非平凡性质。这也首次提供了一种实验上可行的方法，从光电子能谱测量的表面态色散来证明块体外尔费米子。
引用
@article{arxiv.1508.03102,
title = {Experimental discovery of a topological Weyl semimetal state in TaP},
author = {Su-Yang Xu and Ilya Belopolski and Daniel S. Sanchez and Cheng Guo and Guoqing Chang and Chenglong Zhang and Guang Bian and Zhujun Yuan and Hong Lu and Yiyang Feng and Tay-Rong Chang and Pavel P. Shibayev and Mykhailo L. Prokopovych and Nasser Alidoust and Hao Zheng and Chi-Cheng Lee and Shin-Ming Huang and Raman Sankar and Fangcheng Chou and Chuang-Han Hsu and Horng-Tay Jeng and Arun Bansil and Titus Neupert and Vladimir N. Strocov and Hsin Lin and Shuang Jia and M. Zahid Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.03102},
year = {2015}
}
备注
Theoretical discovery of TaP as a Weyl Fermion material (November 2014) was made in http://www.nature.com/ncomms/2015/150612/ncomms8373/full/ncomms8373.html