二维铁磁杂化节线环与可切换的 I 型和 II 型外尔费米子
材料科学
2020-09-16 v1 计算物理
摘要
作为一种新型费米子态，同时包含 I 型和 II 型能带交叉的杂化节线环引起了广泛的研究兴趣。然而，在二维材料和铁磁材料中实现杂化节线环仍然是一个挑战。本文首次在二维 CrN 单层中提出了铁磁杂化节线环。研究表明，该材料具有高居里温度（> 600 K）的铁磁基态，磁化方向为面外 [001]。其能带结构呈半金属性，自旋向上通道中的两条能带在费米能级附近相互交叉。这些能带同时产生 I 型和 II 型能带交叉，形成一个完全自旋极化的杂化节线环。我们发现该节线环受镜面对称性保护，并对自旋轨道耦合具有鲁棒性。我们建立了描述该杂化节线环的有效哈密顿量。进一步发现，在应变等外部微扰下，节线环的构型可以发生移动。最引人注目的是，我们证明只需将磁化方向从面外转向面内，即可从该铁磁杂化节线环中实现 I 型和 II 型外尔节点。我们的工作为在二维材料中实现铁磁杂化节线环和外尔费米子提供了一个优异的候选体系，并有望利用其新奇物性开展相关拓扑应用。
引用
@article{arxiv.2007.12839,
title = {Ferromagnetic hybrid nodal loop and switchable type-I and type-II Weyl fermions in two-dimension},
author = {Tingli He and Xiaoming Zhang and Zhi-Ming Yu and Ying Liu and Xuefang Dai and Guodong Liu and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12839},
year = {2020}
}
备注
8 pages,7 figures