顺磁电子化合物 Y$_2$C 中隐藏的 Weyl 费米子

近期材料中 Weyl 费米子的实验观测开启了凝聚态物理的新前沿。基于第一性原理计算，我们在此发现二维层状电子化合物材料 Y$_2$C 中的 Weyl 费米子。我们发现，受限在 [Y$_2$C]$^{2+}$ 阳离子层间空隙中的 Y 4$d$ 轨道与阴离子化 $s$ 类轨道杂化，在费米能 $E_{\rm F}$ 附近产生范霍夫奇点，并通过 Stoner 型不稳定性诱导铁磁（FM）序。这一时间反演对称性破缺的 FM 相在 $E_{\rm F}$ 附近具有旋转对称性保护的 Weyl 节线，在计入自旋轨道耦合（SOC）后转化为多对 Weyl 节点。然而，我们揭示由于 Y$_2$C 的 SOC 效应微弱，其在 $E_{\rm F}$ 附近具有拓扑非平庸的鼓面状表面态以及极小的磁各向异性能（每原胞数 ${\mu}$eV），与低温低于 ${\sim}$2 K 时观测到的表面态及顺磁性一致。我们的研究提出，隐藏于顺磁电子化合物材料中的 Weyl 费米子的布里渊区坐标会随磁化方向的随机取向在动量空间中涨落。