Kagome 金属 Fe3Sn2 中的铁磁螺旋节线及 Kane-Mele 自旋轨道耦合
材料科学
2022-01-11 v1 强关联电子
摘要
二维 kagome 晶格在其布里渊区角 K 和 K' 处具有类似于蜂窝晶格的狄拉克费米子。在铁磁 kagome 金属 FeSn 的密度泛函理论电子结构中,在不考虑自旋轨道耦合时,我们识别出在 K 和 K' 附近沿 缠绕的两条能量分裂的螺旋节线,它们源于 kagome 层的三重堆叠。我们发现跨 A-A 堆叠的跳跃引入了能量上的层分裂,而跨 A-B 堆叠的跳跃控制螺旋节线的动量空间振幅。自旋轨道耦合的效应被发现类似于 Kane-Mele 项,其中节线可完全打开能隙成为准二维有质量狄拉克费米子,或根据铁磁矩方向在离散外尔点处保持无隙。除了从数值上确立 FeSn 为模型狄拉克 kagome 金属外,我们的结果从晶格角度为拓扑相的材料设计提供了见解,其中典型的低维晶格模型常在具有三维堆叠的晶体材料中得以实现。
引用
@article{arxiv.2103.08803,
title = {Ferromagnetic helical nodal line and Kane-Mele spin-orbit coupling in kagome metal Fe3Sn2},
author = {Shiang Fang and Linda Ye and Madhav Prasad Ghimire and Min Gu Kang and Junwei Liu and Liang Fu and Manuel Richter and Jeroen van den Brink and Efthimios Kaxiras and Riccardo Comin and Joseph G. Checkelsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.08803},
year = {2022}
}
备注
46 pages, 17 figures