二维层状电子化合物 Gd$_2$C 中的铁磁 Weyl 费米子
材料科学
2020-11-04 v1
摘要
近来，二维层状电子化合物作为一类新材料崭露头角，其在阳离子层间的间隙空间拥有阴离子电子层。本文基于第一性原理计算，在独特的二维层状铁磁（FM）电子化合物 GdC 中发现了一个破缺时间反演对称的 Weyl 半金属相。研究表明，晶体场使费米能级附近的间隙电子态与 Gd 5 轨道混合形成能带反转。同时，FM 序诱导出两条含自旋的 Weyl 节线（WNLs），并通过自旋轨道耦合转变为多对 Weyl 节点。进一步，我们不仅确认了连接 Weyl 节点的费米弧表面态，还基于被打开能隙的 WNLs 所产生的 Berry 曲率预测了大的本征反常霍尔电导。我们的发现证明了室温 FM 电子化合物 GdC 中 Weyl 费米子的存在，从而为研究电子化合物材料与磁性 Weyl 物理之间引人入胜的相互作用提供了新平台。
引用
@article{arxiv.2007.05695,
title = {Ferromagnetic Weyl Fermions in Two-Dimensional Layered Electride Gd$_2$C},
author = {Shuyuan Liu and Chongze Wang and Liangliang Liu and Jin-Ho Choi and Hyun-Jung Kim and Yu Jia and Chul Hong Park and Jun-Hyung Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05695},
year = {2020}
}