三元六方材料从多重 nodal chain 到狄拉克/外尔半金属及拓扑绝缘体的转变
材料科学
2017-12-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
狄拉克半金属 (DSM) 具有四重简并的孤立能带交叉点及线性色散，其附近的准粒子类似于相对论性狄拉克费米子。它可由 4 * 4 无质量狄拉克哈密顿量描述，该哈密顿量可分解为一对外尔点或可打开能隙成为绝缘体。因此，晶体对称性对保证其稳定存在至关重要。相反，通过破缺晶体对称性，DSM 可转变为外尔半金属 (WSM) 或拓扑绝缘体 (TI)。此处以六方 LiAuSe 为例，我们发现其在无自旋轨道耦合 (SOC) 时为星果形多重 nodal chain 半金属。在 SOC 存在下，它是理想的 DSM，狄拉克点恰好位于费米能级，并且通过引入外部塞曼场或通过稀土原子 Sm 磁掺杂可转变为 WSM 相。它也可通过破缺旋转对称性转变为 TI 态。我们的研究表明 DSM 是拓扑相变的一个临界点，且该结论适用于大多数 DSM 材料，不限于六方材料 LiAuSe。
引用
@article{arxiv.1712.01475,
title = {From Multiple Nodal Chain to Dirac/Weyl Semimetal and Topological Insulator in Ternary Hexagonal Materials},
author = {Cong Chen and Zefeng Su and Xiaoming Zhang and Ziyu Chen and Xian-Lei Sheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01475},
year = {2017}
}
备注
21 pages, 7 figures